水泥深层搅拌法加固软土地基的承载力特性研究

摘要

随着对外贸易的快速增长,迫切需要修建深水港口以便满足航海货运要求,越南近几年为港口工程领域投资了大量金额。由于沿海地区地质条件软弱,需要选取合适的方法,对软基进行处理,提高地基的承载能力。水泥深层搅拌法具有对软土的适用性强、施工速度快、经济合理等优势,因此在越南港口工程软基处理的应用越来越广泛。
　　 水泥深层搅拌法(DMM—Deep Mixing Method)的加固机理是利用深层搅拌机械把固化剂(水泥)输送到软土层中,同时进行机械搅拌,使固化剂和软土充分拌和,硬结成水泥土体,形成复合地基,明显提高原状土的强度。复合地基上部荷载由水泥土桩及桩间土两个部分承担,两者的受力状态决定地基的承载力。
　　 本文针对深层搅拌法的设计优化和改善计算理论的要求,首先通过有限单元软件建立了复合地基的模型,分析桩与土的受力情况,得知水泥土桩在软土加固的作用。其次,针对越南某港口地质条件,结合工程的试验资料,研究了桩与土在不同条件下对复合地基承载力的贡献,即研究了桩土应力比。
　　 桩土应力比是复合地基受力状态的特征参数。合理控制桩土应力比就能提高复合地基的工作效果。由于影响桩土应力比的因素很多,本文只选水泥土桩的两个重要参数为研究对象:水泥掺入比及桩基布桩间距。从计算结果,本文绘制了桩土应力比与水泥掺入比和桩的间距两个关系曲线,为将来工程提供参考。
　　 本文计算过程采用功能强大的ABAQUS有限元软件,能够解决从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。ABAQUS包括一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元库,并拥有各种类型的材料模型库,可以模拟工程的各种材料的性能,其中包括岩土材料。ABAQUS在岩土的理论研究和工程应用都已证明了其可靠性和快捷的计算能力。