【博士】樁承式路堤固結(jié)性狀的試驗與理論研究【2009】

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內(nèi)容簡介

　　學科專業(yè)：巖土工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：浙江大學建筑工程學院　　學位年度： 2009年　　本文主要研究了樁承式路堤的固結(jié)問題及其對路堤承載變形性狀的影響，完成了以下工作：　　1)總結(jié)了目前國內(nèi)外學者對界面剪切試驗的研究現(xiàn)狀和存在的問題。進行了軟粘土．混凝土界面大型剪切試驗，獲得了界面剪切特性，提出了描述軟粘土中樁土界面剪切特性的雙曲線模型參數(shù)確定方法。該試驗為國內(nèi)外首次進行的軟粘土．混凝土界面大型剪切試驗(界面尺寸380mmx450mm)，研究了軟粘土．混凝土界面的剪切特性，獲得了界面峰值抗剪強度、極限相對位移、初始剪切剛度等規(guī)律，提出了描述軟粘土中樁土界面荷載傳遞規(guī)律的雙曲線模型及其參數(shù)確定方法?！　?)采用飽和土介質(zhì)的有限元方法研究了樁承式路堤固結(jié)性狀。在打穿及未打穿軟土層兩種情況下，探討了樁承式路堤的適用條件、路堤及地基沉降分布規(guī)律，研究了樁托板尺寸、樁間距、路堤高度、樁長及土工格柵剛度等參數(shù)對樁體荷載分擔比的影響，分析了地基中超靜孔隙水壓力、有效應力和總應力隨時間的變化規(guī)律，為建立樁承式路堤的半解析固結(jié)模型提供了基礎。　　3)建立了考慮路堤．托板．樁．地基耦合作用的半解析固結(jié)模型，解決了有限元固結(jié)分析時無法很好模擬樁土界面剪切特性的難題，分析獲得了樁承式路堤沉降、樁土荷載分擔比等規(guī)律。在界面剪切試驗和有限元分析的基礎上，將單樁等效處理范圍內(nèi)的地基及上部路堤填料簡化為軸對稱圓柱體，通過土拱效應把路堤與地基及樁體聯(lián)系起來，采用有限差分法求解地基固結(jié)問題，采用荷載傳遞法求解樁土荷載傳遞問題，首次建立了考慮路堤．托板．樁．地基耦合作用的半解析固結(jié)模型，并獲得了解答。該模型避免了有限元固結(jié)分析時無法很好模擬樁土界面剪切特性的難題?！　?)基于軟土層打穿的臺縉高速公路和軟土層未打穿的申蘇浙皖高速公路樁承式路堤現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)，驗證了所提出的考慮路堤．托板．樁．地基耦合作用的半解析固結(jié)模型。在樁打穿軟土的臺縉高速公路和樁未打穿軟土的申蘇浙皖高速公路工程中，根據(jù)托板上土壓力、樁間土上土壓力、樁頂沉降、樁間土沉降、地基深層水平位移等測試，探討了地基固結(jié)過程中的樁托板及樁間土上的土壓力、樁體荷載分擔比、路基沉降及深層水平位移等隨時間的變化規(guī)律，并把試驗數(shù)據(jù)與所提出的半解析固結(jié)模型計算分析結(jié)果作了比較，驗證了理論模型的可靠性?！　?)在以上工作的基礎上，提出了樁承式路堤技術的設計方法，給出了路堤沉降、樁土荷載分擔比、樁身荷載等確定方法。著重討論了路堤荷載傳遞、沉降及樁的承載力等的設計計算方法，并將本文提出的方法與英國規(guī)范、德國規(guī)范、北歐設計手冊以及Chen等方法進行了比較。最后，給出了一個樁承式路堤典型的設計實例?！　?

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