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高速铁路CFG桩复合地基承载特性研究

孙新彪  
【摘要】: 地基处理是目前土木工程领域中比较活跃的研究方向,其中,CFG桩复合地基在高速铁路桩—网路基中的研究和应用效果显著,但起步较晚,理论分析和工程应用还需完善。复合地基中设置的增强体材料不同、强度不同,导致各类复合地基的机理不尽相同,因此各类复合地基的承载力、沉降的计算方法也不相同。 本文对于高速铁路CFG桩复合地基的承载特性及设计方法进行了较系统的研究。 首先,对现阶段复合地基的应用情况进行了讨论,对CFG桩复合地基的概念、组成、分类、作用机理等进行了深入分析。系统的阐述了CFG桩复合地基在高速铁路桩—网结构路基中的应用理论,讨论了加筋垫层与一般复合地基褥垫层的区别。详细论述了CFG桩复合地基承载力设计计算理论、以及沉降设计计算理论,并就工程所关心的高速铁路桩—网结构路基工后沉降计算进行了深入的分析探讨。 其次,本文并借助数值分析软件FLAC 3D,考虑复合地基中各种材料的非线性特性,基于6m高路堤,7种桩间距,对CFG桩复合地基的沉降特性进行了数值模拟分析,找出CFG桩复合地基的应力场、位移场、变形特性的一些规律。着重对复合地基的沉降与桩距的关系进行了研究。在此基础上,利用数值分析软件FLAC 3D对其进行了优化。 最后,结合典型的高速铁路CFG桩复合地基,讨论了CFG桩复合地基设计方法。通过单桩静载试验,进行了地基深层侧向位移、CFG桩强度、地基沉降等多项试验观测,获得了桩身轴力、地基沉降等随填筑荷载及时间的变化规律,首次由单桩静载试验推算复合地基Q-s关系,并与数值模拟结果进行比较分析,对高速铁路CFG桩复合地基承载特性进行了完善。


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