扩顶CFG桩复合地基在石油储罐地基处理中的应用研究

摘要

大型储罐是石油、化工等工业中是使用量大而广的特殊设备，目前这类储罐在冶金、电力、医药、食品等工业中也广泛的应用。储罐的特点是直径大，载荷重，因而对地基和基础设计有特殊的要求，而且为了运输方便一般情况下储罐都建在沿海港口地区，辽宁营口一带地基土为新近堆积的欠固结土，含水量高，压缩性大，抗剪强度低，渗透性差，承载力一般在60～90kPa之间，为典型的复杂软弱地基，需要进行地基处理。为此本文结合辽宁营口某石油储罐的实际工程提出了扩顶CFG桩复合地基这种新型的地基处理技术，希望能为今后该地区或同类工程中选择合理的地基处理方法提供一些理论支持和工程借鉴。 本文的主要内容包括以下四个方面：首先应用弹性理论对扩顶CFG桩土相互作用进行了线性理论分析。然后依据实际工程背景运用FLAC3D数值计算软件对普通CFG桩和扩顶CFG桩进行桩体轴向应力、侧摩阻力和沉降量的对比分析，并对扩顶CFG桩复合地基在不同载荷作用下的桩体应力分布状况和复合地基的沉降性状进行研究，同时计算出最佳扩顶半径比。其次对复合地基的褥垫层和土工格栅技术进行了数值模拟分析，研究表明复合褥垫层技术能有效改善复合地基的桩土应力比，充分发挥桩体的承载力，减小复合地基的整体沉降和不均匀沉降，避免了桩体大量向上刺入的危险，对提高储罐基础的安全性和稳定性效果显著。最后结合工程现场静载荷试验和预埋土压力盒等试验数据与理论推导和数值模拟的结果相对比，说明扩顶CFG桩复合地基适用于此类工程并有较好的处理效果。

目录

文摘

英文文摘

独创性说明及关于论文使用授权的说明

引言

1文献综述

1.1课题来源以及研究的目的和意义

1.1.1课题背景

1.1.2课题研究的意义

1.2国内外的研究现状

1.2.1地基处理技术的现状

1.2.2国内储罐地基处理方法的发展

1.2.3CFG复合地基处理方法的研究现状

1.3本文的研究内容和技术路线

2CFG桩复合地基的理论计算

2.1CFG桩加固机理

2.2CFG桩作用理论的研究

2.2.1扩顶CFG桩力学性状研究

2.2.2CFG桩复合地基承载力计算

2.2.3CFG桩复合地基的沉降分析

2.3CFG桩的摩擦力性状研究

2.3.1桩基础产生负摩阻力的主要原因

2.3.2影响负摩阻力大小的因素与分布条件

2.4土工格栅在复合地基垫层中的应用作用分析

3扩顶CFG桩复合地基的数值模拟分析

3.1数值模拟计算方法简介

3.1.1有限差分方法基本原理

3.1.2基本力学方程

3.1.3三维有限差分方程

3.2计算程序简介

3.2.1本构关系

3.2.2力学参数

3.2.3接触面结构

3.2.4土工织物结构

3.3工程地质背景

3.4数值模拟试验方案

3.4.1建立数值模拟模型

3.4.2扩顶CFG桩沉降结果分析

3.4.3扩顶CFG桩轴向应力结果分析

3.4.4扩顶CFG桩摩擦力结果分析

3.4.5扩顶工艺的结果分析

3.5复合结构褥垫层结构模型

3.5.1计算模型的建立

3.5.2计算结果分析

4实际工程效果分析

4.1现场静载荷实验

4.1.1复合地基静载试验要求

4.1.2复合地基静载试验的结果分析

4.2现场沉降观测结果分析

结论

参考文献

附录A土层承载力标准值

在学研究成果

致谢