變荷載下懸浮TDM樁復合地基固結(jié)分析
發(fā)布時間：2022-01-06 05:12
T形水泥土攪拌（TDM）樁是具有擴大頭的變直徑攪拌樁,T形水泥土攪拌樁復合地基的固結(jié)機理較傳統(tǒng)的等直徑水泥土攪拌樁復合地基復雜得多,固結(jié)計算也更為困難。為了獲得懸浮T形水泥土攪拌樁復合地基的固結(jié)計算模型,基于加固區(qū)樁-土等豎向應變假設,推導出變荷載作用下懸浮T形水泥土攪拌樁復合地基的一維固結(jié)控制方程和求解條件。將固結(jié)方程和求解條件進行函數(shù)變換,利用3層地基一維固結(jié)理論建立單級加荷條件下T形水泥土攪拌樁復合地基的固結(jié)解析解,包括加固區(qū)、樁間土和下臥層土中的平均超靜孔隙水壓力解答和復合地基整體平均固結(jié)度解答。然后,通過與固結(jié)度有限元數(shù)值計算結(jié)果的對比,驗證固結(jié)解析解的合理性。最后,利用固結(jié)度解析解對影響復合地基固結(jié)速率的主要因素進行分析,研究懸浮T形水泥土攪拌樁復合地基的固結(jié)特性。研究結(jié)果表明:復合地基固結(jié)度的解析解與有限元數(shù)值解較為一致;懸浮T形水泥土攪拌樁復合地基的固結(jié)速率隨水泥土攪拌樁貫入比、壓縮模量、下部小直徑攪拌樁的置換率以及下臥層土壓縮模量的增加而增大,攪拌樁貫入比、下臥層的剛度對復合地基固結(jié)速率的影響更為顯著;擴大頭尺寸和剛度的變化對T形水泥土攪拌樁復合地基固結(jié)速率的影響很小...
【文章來源】：中國公路學報. 2020,33(09)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】：9 頁
【部分圖文】：
圖２附加應力隨時間變化曲線Ｆｉｇ．２σ（ｔ）－ｔＣｕｒｖｅ
結(jié)特性本節(jié)將通過參數(shù)分析研究懸浮ＴＤＭ樁復合地基的固結(jié)特性，基準參數(shù)如下：Ｈ＝２５ｍ，Ｈ１＝４ｍ，Ｈ２＝１６ｍ，Ｈ３＝５ｍ，ｍ＝０．０４，ρ＝２，Ｅｓ１＝Ｅｓ２＝３ＭＰａ，Ｅｓ３＝２０ＭＰａ，ｋｖ１＝ｋｖ２＝ｋｖ３＝１０－８ｍ·ｓ－１，Ｅｐ１＝Ｅｐ２＝ＥＰ＝１５０ＭＰａ。圖４解析解與有限元解的比較Ｆｉｇ．４ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆＡｎａｌｙｔｉｃａｌＲｅｓｕｌｔｓｗｉｔｈＦＥＭＲｅｓｕｌｔｓ圖５給出了ＴＤＭ樁貫入比β＝（Ｈ１＋Ｈ２）／Ｈ的變化對復合地基固結(jié)度曲線（Ｕｓ－Ｔｕ）的影響，計算時�。牛螅保剑牛螅玻剑牛螅常剑常停校幔龋保剑矗�，β＝０時為天然地基計算結(jié)果。從圖５可以清楚地看到，懸浮ＴＤＭ復合地基的固結(jié)速率隨ＴＤＭ樁貫入比的增加而增大，且固結(jié)速率的增加率逐漸增大，如Ｔｕ＝０．１２９６（ｔ＝３１２ｄ），β從０．５增大到０．６５時固結(jié)速率僅增加４．２％，而β從０．８增大至０．９５時固結(jié)速率增幅則達到１５．８％。ＴＤＭ樁貫穿軟土時復合地基的固結(jié)速率達到最大值。由圖５還可看出，只有圖５β對固結(jié)速率的影響Ｆｉｇ．５ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆβｏｎＣｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎＲａｔｅ當β＞０．７時懸浮ＴＤＭ樁復合地基的固結(jié)才會快于天然地基，反之則慢于天然地基。這個結(jié)果與楊濤等［５，８］分析懸浮等直徑不排水樁復合地基固結(jié)時的結(jié)果規(guī)律基本一致，說明ＴＤＭ樁以貫穿軟
圖７ｍ對固結(jié)速率的影響Ｆｉｇ．７ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｍｏｎＣｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎＲａｔｅ圖８ρ對固結(jié)速率的影響Ｆｉｇ．８ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆρｏｎＣｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎＲａｔｅ從圖８可見，懸浮ＴＤＭ樁復合地基的固結(jié)速率隨大頭擴徑比ρ的增加逐漸減小，其原因在于擴大頭直徑的增加導致其下方不能豎向排水的土體截面積增大從而使得復合地基的固結(jié)速率變小，但固結(jié)速率的減小幅度非常小，各曲線近乎重合，固結(jié)速率非常接近常規(guī)的懸浮水泥攪拌樁復合地基。計算表明，在ρ≤２情況下增加擴大頭的直徑對懸�。裕模蛷秃系鼗探Y(jié)速率幾乎沒有影響。圖９給出了擴大頭長度Ｈ１的變化對懸�。裕模蜆稄秃系鼗探Y(jié)速率的影響，此時ＴＤＭ樁的半徑保持不變。圖９清楚地表明，擴大頭長度Ｈ１從２ｍ增加到１０ｍ，相應的復合地基固結(jié)度曲線幾乎重合。計算表明，攪拌樁上部擴大頭長度的變化對懸浮ＴＤＭ樁復合地基固結(jié)速率的影響很小，可以忽略�？紤]擴大頭的剛度與其下小直徑攪拌樁不同，圖１０給出了懸�。裕模蜆稄秃系鼗探Y(jié)速率隨二者壓縮模量比η＝Ｅｐ１／Ｅｐ２變化曲線，計算中下部小直徑攪拌樁的壓縮模Ｅｐ２＝１５０ＭＰａ保持不變。圖１０表明，懸�。裕模蜆稄秃系鼗墓探Y(jié)速率隨擴大頭壓縮模量的增大而增大，但增加率逐漸減小，η≥３后擴大頭壓縮模量的增加對復合地基固結(jié)速率的影響較小。圖１１給出了下臥層與加固區(qū)土體壓縮模量比圖９Ｈ１對固結(jié)速率的影響Ｆｉｇ．９ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＨ１
【參考文獻】：
期刊論文
[1]釘形水泥攪拌樁復合地基一維固結(jié)解析解[J]. 楊濤,盛志成,王恒棟. 工業(yè)建筑. 2020(03)
[2]多元不排水長短樁復合地基固結(jié)解析解[J]. 楊濤,李超,阮一舟. 巖土工程學報. 2017(12)
[3]變荷載下雙層不排水樁復合地基一維固結(jié)分析[J]. 趙明華,吳岳武,鄭玥. 公路交通科技. 2016(11)
[4]Simplified method for predicating consolidation settlement of soft ground improved by floating soil-cement column[J]. 龔曉南,田效軍,胡文韜. Journal of Central South University. 2015(07)
[5]水泥土攪拌樁復合地基固結(jié)機理室內(nèi)模型試驗[J]. 章定文,范禮彬,劉松玉,范連成,鄧永鋒. 中國公路學報. 2014(12)
[6]釘形攪拌樁復合地基工程應用及其沉降計算方法[J]. 易耀林,劉松玉,杜延軍. 解放軍理工大學學報(自然科學版). 2009(05)
[7]路堤荷載下不排水端承樁復合地基固結(jié)分析[J]. 楊濤,李國維. 巖土工程學報. 2007(12)
[8]路堤荷載下不排水樁復合地基固結(jié)特性的數(shù)值分析[J]. 楊濤,李國維. 工業(yè)建筑. 2007(11)
[9]水泥土的滲透特性[J]. 侯永峰,龔曉南. 浙江大學學報(工學版). 2000(02)
本文編號：3571802
【文章來源】：中國公路學報. 2020,33(09)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】：9 頁
【部分圖文】：
圖２附加應力隨時間變化曲線Ｆｉｇ．２σ（ｔ）－ｔＣｕｒｖｅ
結(jié)特性本節(jié)將通過參數(shù)分析研究懸浮ＴＤＭ樁復合地基的固結(jié)特性，基準參數(shù)如下：Ｈ＝２５ｍ，Ｈ１＝４ｍ，Ｈ２＝１６ｍ，Ｈ３＝５ｍ，ｍ＝０．０４，ρ＝２，Ｅｓ１＝Ｅｓ２＝３ＭＰａ，Ｅｓ３＝２０ＭＰａ，ｋｖ１＝ｋｖ２＝ｋｖ３＝１０－８ｍ·ｓ－１，Ｅｐ１＝Ｅｐ２＝ＥＰ＝１５０ＭＰａ。圖４解析解與有限元解的比較Ｆｉｇ．４ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆＡｎａｌｙｔｉｃａｌＲｅｓｕｌｔｓｗｉｔｈＦＥＭＲｅｓｕｌｔｓ圖５給出了ＴＤＭ樁貫入比β＝（Ｈ１＋Ｈ２）／Ｈ的變化對復合地基固結(jié)度曲線（Ｕｓ－Ｔｕ）的影響，計算時�。牛螅保剑牛螅玻剑牛螅常剑常停校幔龋保剑矗�，β＝０時為天然地基計算結(jié)果。從圖５可以清楚地看到，懸浮ＴＤＭ復合地基的固結(jié)速率隨ＴＤＭ樁貫入比的增加而增大，且固結(jié)速率的增加率逐漸增大，如Ｔｕ＝０．１２９６（ｔ＝３１２ｄ），β從０．５增大到０．６５時固結(jié)速率僅增加４．２％，而β從０．８增大至０．９５時固結(jié)速率增幅則達到１５．８％。ＴＤＭ樁貫穿軟土時復合地基的固結(jié)速率達到最大值。由圖５還可看出，只有圖５β對固結(jié)速率的影響Ｆｉｇ．５ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆβｏｎＣｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎＲａｔｅ當β＞０．７時懸浮ＴＤＭ樁復合地基的固結(jié)才會快于天然地基，反之則慢于天然地基。這個結(jié)果與楊濤等［５，８］分析懸浮等直徑不排水樁復合地基固結(jié)時的結(jié)果規(guī)律基本一致，說明ＴＤＭ樁以貫穿軟
圖７ｍ對固結(jié)速率的影響Ｆｉｇ．７ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｍｏｎＣｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎＲａｔｅ圖８ρ對固結(jié)速率的影響Ｆｉｇ．８ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆρｏｎＣｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎＲａｔｅ從圖８可見，懸浮ＴＤＭ樁復合地基的固結(jié)速率隨大頭擴徑比ρ的增加逐漸減小，其原因在于擴大頭直徑的增加導致其下方不能豎向排水的土體截面積增大從而使得復合地基的固結(jié)速率變小，但固結(jié)速率的減小幅度非常小，各曲線近乎重合，固結(jié)速率非常接近常規(guī)的懸浮水泥攪拌樁復合地基。計算表明，在ρ≤２情況下增加擴大頭的直徑對懸�。裕模蛷秃系鼗探Y(jié)速率幾乎沒有影響。圖９給出了擴大頭長度Ｈ１的變化對懸�。裕模蜆稄秃系鼗探Y(jié)速率的影響，此時ＴＤＭ樁的半徑保持不變。圖９清楚地表明，擴大頭長度Ｈ１從２ｍ增加到１０ｍ，相應的復合地基固結(jié)度曲線幾乎重合。計算表明，攪拌樁上部擴大頭長度的變化對懸浮ＴＤＭ樁復合地基固結(jié)速率的影響很小，可以忽略�？紤]擴大頭的剛度與其下小直徑攪拌樁不同，圖１０給出了懸�。裕模蜆稄秃系鼗探Y(jié)速率隨二者壓縮模量比η＝Ｅｐ１／Ｅｐ２變化曲線，計算中下部小直徑攪拌樁的壓縮模Ｅｐ２＝１５０ＭＰａ保持不變。圖１０表明，懸�。裕模蜆稄秃系鼗墓探Y(jié)速率隨擴大頭壓縮模量的增大而增大，但增加率逐漸減小，η≥３后擴大頭壓縮模量的增加對復合地基固結(jié)速率的影響較小。圖１１給出了下臥層與加固區(qū)土體壓縮模量比圖９Ｈ１對固結(jié)速率的影響Ｆｉｇ．９ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＨ１
【參考文獻】：
期刊論文
[1]釘形水泥攪拌樁復合地基一維固結(jié)解析解[J]. 楊濤,盛志成,王恒棟. 工業(yè)建筑. 2020(03)
[2]多元不排水長短樁復合地基固結(jié)解析解[J]. 楊濤,李超,阮一舟. 巖土工程學報. 2017(12)
[3]變荷載下雙層不排水樁復合地基一維固結(jié)分析[J]. 趙明華,吳岳武,鄭玥. 公路交通科技. 2016(11)
[4]Simplified method for predicating consolidation settlement of soft ground improved by floating soil-cement column[J]. 龔曉南,田效軍,胡文韜. Journal of Central South University. 2015(07)
[5]水泥土攪拌樁復合地基固結(jié)機理室內(nèi)模型試驗[J]. 章定文,范禮彬,劉松玉,范連成,鄧永鋒. 中國公路學報. 2014(12)
[6]釘形攪拌樁復合地基工程應用及其沉降計算方法[J]. 易耀林,劉松玉,杜延軍. 解放軍理工大學學報(自然科學版). 2009(05)
[7]路堤荷載下不排水端承樁復合地基固結(jié)分析[J]. 楊濤,李國維. 巖土工程學報. 2007(12)
[8]路堤荷載下不排水樁復合地基固結(jié)特性的數(shù)值分析[J]. 楊濤,李國維. 工業(yè)建筑. 2007(11)
[9]水泥土的滲透特性[J]. 侯永峰,龔曉南. 浙江大學學報(工學版). 2000(02)
本文編號：3571802
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