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公路筒桩复合地基数值研究

冯伟强  
【摘要】:随着高速公路的建设,公路筒桩复合地基结合了桩-网复合地基的结构形式和筒桩的特点,以其经济、高效、承载力高、环境友好等特点而逐渐应用。作为新兴的桩型之一,目前对公路筒桩复合地基的研究尚处于初级阶段。 本文在国内外相关的研究成果基础上,基于有限元ABAQUS软件对公路筒桩复合地基的荷载特点、承载性状和沉降特点进行了系统的研究,主要研究工作包括: (1)利用有限元软件探讨了路堤荷载、柔性荷载和刚性荷载的三者之间的关系,并初步分析了路堤荷载的影响因素。 (2)基于某工程实例的地质情况建立公路筒桩复合地基的整体模型,并根据分析结果总结了公路筒桩复合地基的承载机理。 (3)建立轴对称单桩模型,针对公路筒桩复合地基中的典型特点:土拱效应、拉膜效应和土芯效应分别进行了分析,针对土拱效应主要从路堤高度、土体固结、桩土模量比、格栅层数和刚度分析其影响程度;针对拉膜效应,主要从格栅层数、土体固结和桩周土的弹性模量分析其影响程度;而对土芯效应,主要从土芯弹性模量、下卧层弹性模量、内摩擦角φ和粘聚力c对其影响的程度。 (4)根据建立的公路筒桩复合地基整体模型,从沉降曲线、沉降的时间效应和分层性三方面分析了公路筒桩复合地基沉降的特点。而后,从可以改变的工程参数的角度对影响路堤表面沉降的五方面因素即桩长、桩间距、盖板大小、土工格栅设置和桩身模量进行分析其对路堤表面沉降的影响,并提出相关的设计建议。


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