路堤荷载下桩网复合地基桩土应力比分析方法

摘要

桩网复合地基因其具有较好的经济性与实用性，在交通、建筑、水利等领域应用广泛并取得了良好的加固效果。但由于桩网复合地基工作机理十分复杂，其涉及路堤填土、加筋网、桩和桩间土之间的相互作用，而目前有关桩网复合地基荷载分担机理的理论研究还远落后于工程实践，有待进一步完善。为此，本文针对路堤荷载下桩网复合地基受力变形特性，深入研究其荷载传递机理以及核心组成部分的加固机理，在此基础上提出了更加符合工程实际的桩网复合地基桩土应力比分析新方法。
　　首先，本文以单桩影响范围内的复合地基及上部填土为分析对象，深入探讨了路堤填土中土拱效应的作用机理，针对桩土差异沉降引起填土中主应力轴发生偏转的特点，引入莫尔圆分析主应力轴偏转对填土应力状态的影响，结合外土柱和内外联合土柱的竖向平衡条件分析路堤土拱效应；基于 Winkler地基圆形薄板理论模拟加筋网垫层的挠曲变形，结合边界条件和连续条件分析加筋网垫层的抗弯拉作用；根据应力位移连续性条件，提出考虑主应力轴偏转影响的桩网复合地基桩土应力比分析方法。
　　然后，本文在对路堤荷载下桩网复合地基荷载传递规律分析的基础上，引入几何同心拱模型，考虑桩土差异沉降与土拱发挥程度的关系，分析路堤土拱效应；根据水平加筋网变形特征将水平加筋网变形曲面视为球面与柱面的组合，分析与桩土差异沉降相关的加筋网拉膜效应；考虑桩土相互作用及桩土差异沉降，建立考虑路堤填土、网、桩土加固区耦合作用的桩网复合地基三维分析模型，进而提出其桩土应力比分析方法。该方法不仅能反映土拱效应、拉膜效应和桩土相互作用对桩土应力比的影响，还能反映桩土差异沉降对三者发挥程度的影响。
　　最后，运用上述分析方法分别对三个工程实例进行分析计算，并与实测值及现有同类相关分析方法的计算结果进行比较，表明了本文所提桩土应力比分析方法的可行性与合理性。同时分析了桩间距、桩帽宽度、筋材抗拉模量、下卧土层压缩模量对中性点位置、桩土差异沉降、土拱效应发挥系数以及筋材兜提力的影响。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 桩网复合地基的应用现状

1.3 桩网复合地基桩土应力比的研究

1.4 本文主要研究内容及方案

第2章 路堤荷载下桩网复合地基作用机理

2.1 概述

2.2 桩网复合地基加固机理

2.3 桩网复合地基荷载传递机理

2.4 本章小结

第3章 考虑主应力轴偏转影响的桩土应力比分析

3.1 概述

3.2 桩网复合地基计算模型

3.3 桩网复合地基桩土应力比求解方法

3.4 本章小结

第4章 考虑桩土差异沉降影响的桩土应力比分析

4.1 概述

4.2 桩网复合地基荷载传递模型

4.3 桩网复合地基桩土应力比求解方法

4.4 本章小结

第5章 工程实例分析

5.1 工程实例验证一

5.2 工程实例验证二

5.3 参数分析

5.4 本章小结

结论

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录