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橡胶水泥土桩复合地基竖向荷载试验研究研究

史富民  
【摘要】:橡胶水泥土是将土、水泥和橡胶粉加水后强制搅拌,经过一系列物化反应形成的新型水泥土复合体。水泥土桩复合地基广泛应用于新建建筑物、改建建筑物、港口码头、高速公路的地基处理中。由于水泥土桩的应用特点使其受到含有一些具有侵蚀性离子(如:SO42- , Cl-等)的地下水、生活污水和海水等周围环境因素的影响,从而降低水泥土的强度,影响水泥土的耐久性。橡胶是在自然条件下难溶的高分子聚合物弹性材料,它具有耐腐蚀的特性,为此在水泥土桩中掺入一定量的橡胶粉,形成橡胶水泥土桩,用来抵抗侵蚀离子的影响。目前尚没有对橡胶水泥土桩复合地基的研究。 本文系统研究了橡胶粉掺量和垫层厚度对橡胶水泥土单桩复合地基承载特性的影响、等强度单桩复合地基承载特性和等强度四桩复合地基承载特性及其二者承载特性的对比。完成的主要工作和结论如下: 橡胶粉掺量对单桩复合地基承载特性影响的试验研究:橡胶粉掺量对复合地基承载特性有明显的影响。随着橡胶粉掺量的增加,复合地基的桩土荷载分担比、桩土应力比都减小;复合地基的沉降增大。 垫层厚度对单桩复合地基承载特性影响的试验研究:垫层的厚度对复合地基的承载和变形特性有重要影响。随垫层厚度的增加,桩分担荷载的比例逐渐减小,而桩间土分担荷载的比例却逐渐增大,表现为桩土应力比随垫层厚度增加而降低的特点。另一方面,垫层可以调整桩土变形能力,随垫层厚度增加,复合地基沉降减小。 等强单桩复合地基和等强群桩复合地基试验研究:水泥土桩复合地基在受竖向荷载作用时,桩身和桩间土共同承载。但由于桩身材料性能好,故桩身分担荷载大于桩间土,桩身应力集中作用明显。四桩复合地基中桩身分担的荷载量远大于单桩复合地基。采用单桩复合地基时,桩土应力比为1.8-9.0,而四桩复合地基的桩土应力比则达到12-38。这说明采用多桩复合地基处理地基土时,更有利于桩身承载力的发挥,同时对桩身的要求也更高。单桩复合地基的荷载-沉降关系曲线表现为缓变-陡降型,曲线变化橡胶粉掺量有关。特别是四桩复合地基曲线表现为台阶式特征,反映了多桩复合地基中各桩承载的分异性及复杂性。


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