秦文权[1]2008年在《客运专线复合地基上无碴轨道路基沉降的控制与计算分析研究》文中研究表明我国铁路客运专线建设已经进入一个高速发展的时期,大力发展无碴轨道是我国新建客运专线快速发展的客观要求。无碴轨道由于受自身结构的限制,对路基沉降控制非常严格,要求路基工后沉降不能超过15mm,甚至要求地基为“零沉降”,可以说,客运专线路基上铺设无碴轨道的核心问题就是沉降控制。本文以我国武广客运专线为工程背景,通过理论分析、现场试验与数值模拟相结合,对客运专线无碴轨道路基沉降的控制与计算问题,开展了以下的工作:(1)根据客运专线无碴轨道路基的基本特点,对土质路基上铺设无碴轨道的技术要求进行归纳总结,指出客运专线无碴轨道路基工程应按土工结构物进行设计和施工。(2)按照相关试验规程和施工规范,通过开展水泥粉煤灰碎石桩(简称CFG桩)复合地基静载荷试验,以检测复合地基加固效果,并通过路基试验段填筑工艺性试验与路基沉降的现场监测,对武广客运专线路基沉降进行施工控制分析。(3)从CFG桩复合地基的工作特性和加固机理出发,分析了CFG桩复合地基沉降的计算模式及其影响因素,并重点探讨了CFG桩复合地基沉降计算的有关方法。(4)结合武广客运专线里程DK1268+599.38～DK1268+913路段地质资料,运用FLAC有限差分程序,将桩和土按不同的材料考虑,分别计算CFG桩加固前后路基的沉降大小,分析了CFG桩复合地基加固效果;采用正交分析法分析了CFG桩设计参数对路基沉降的影响程度,并根据不同桩长、桩距条件下路基沉降量的变化情况,分析了该路段CFG桩的合理桩长与桩间距。(5)根据灰色系统理论预测的基本原理,建立了等时距的灰色GM(1,1)模型和灰色Verhulst模型,分别对武广客运专线DK1268+769、DK1268+787与DK1268+835叁个典型断面的路基沉降进行实例预测,并运用相对误差法对预测结果进行精度检验,分析了灰色理论模型对客运专线路基沉降的预测效果。
张建隽[2]2008年在《CFG桩复合地基工作性状及工程应用研究》文中研究表明当天然地基不能满足工程建设需求时,就必须采取一定的措施,对地基进行加固处理是其中一种较为有效的方法。地基处理的目的就是利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法,对地基土进行加固,用以改良地基土的工程特性,提高地基的抗剪强度、降低地基的压缩性、改善地基的透水特性、改善地基的动力特性、改善特殊土的不良地基特性等。常用的地基处理方法很多,根据加固机理可以分为密实法、置换法、复合地基法、加筋法及灌浆等。各种地基处理方法都有自己的加固原理及适用范围。CFG桩复合地基作为一种高粘结强度桩复合地基,是由CFG桩、桩间土和褥垫层组成的新型复合地基形式,桩、桩间土通过褥垫层与基础相连接保证桩土共同承担荷载,具有适用性广、承载力提高幅度大、施工简便工期短、造价低廉等技术优点,是上世纪90年代以来发展最快的一种方法、受到用户的欢迎,目前已在全国各地推广应用。CFG桩复合地基具有不同于其它复合地基的工程特性。其桩长可以从几米到20多米,并且可全桩长发挥桩的侧阻力,桩承担的荷载占总荷载的百分比可在40%～75%之间变化,使得复合地基承载力提高幅度大并具有很大的可调性。就基础形式而言,CFG桩既可适用于条形基础、独立基础,也可用于筏基和箱形基础。就土性而言,CFG桩可用于填土、饱和及非饱和粘性土,既可用于挤密效果好的土,又可用于挤密效果差的土。CFG(?)像刚性桩一样,可全桩长发挥侧阻,桩落在好的土层上时,具有明显的端承作用。CFG桩是一个良好的排水通道,孔隙水将沿着桩体向上排出,对减少因孔压消散太慢引起地面隆起和增加桩间的密实度有利。此外CFG桩复合地基具有时间效应,施工结束后,随着恢复期的增长,结构强度的恢复、桩间土承载力会有所增加。CFG桩设计前需要具备场地工程勘察及建筑结构方面的资料,并需根据场地基底土、周围环境、建筑物结构布置及荷载传递、地基处理的目的来综合考虑采用的施工设备和工艺。CFG桩复合地基设计主要确定桩长、桩径、桩间距、桩体强度、褥垫层厚度及材料等6个设计参数。一般采用大桩距、大桩长的设计原则,并且桩端要位于土的相对硬层上。桩长是CFG桩复合地基设计时首先要确定的参数,它取决于建筑物对承载力和变形的要求、土质条件和设备能力等因素。桩间距应根据设计要求的复合地基承载力、土的性质、施工工艺等确定,宜取3～5倍桩径。桩体配比原则上按桩体强度控制,并满足相关规范要求。桩顶与基础之间必须设置褥垫层,褥垫层厚度宜取10～30cm,当桩径大和桩间距大时褥垫层厚度宜取高值。褥垫层材料宜用粗砂、中砂、碎石、级配砂石,最大粒径不宜大于30mm。CFG桩可只在基础范围内布置。桩径取决于所采用的成桩设备,桩径宜取350～600mm。本文综合介绍CFG桩设计方法、优越性,说明针对具体工程设计时存在的问题,最后以实例重点阐述在具体工程设计中对CFG桩的应用研究。
唐明荣[3]2008年在《CFG桩复合地基性状影响因素的数值模拟研究》文中指出随着复合地基理论的逐渐成熟,由CFG(水泥粉煤灰碎石)桩加固后形成的CFG桩复合地基,在北方拥有了很大的市场,尤其是在北京及其周围地区。而CFG桩复合地基地基性状影响因素的研究,有着理论和实践意义。CFG桩复合地基由叁部分组成:桩、桩间土体、褥垫层。桩体与基础不直接接触,它们之间通过褥垫层过渡,实现地基的协调工作。目前人们对褥垫层的作用机理有了一定的认识,但褥垫层的理论研究还比较欠缺,特别是复合地基褥垫层的设计基本上是凭经验进行的。早期一些关于CFG桩复合地基的设计计算方法都是基于对刚性基础下CFG桩复合地基性状的研究得出的。随着CFG桩复合地基技术在高等级公路建设中的应用,人们发现将刚性基础下复合地基承载力和沉降计算方法应用到填土路堤下的复合地基承载力和沉降计算,得到的计算值与实测值相差较大,而且是偏不安全的。针对以上问题,本论文研究内容有以下叁个方面:①研究数值模拟的基本理论,分析算法和流程,学习如何用FLAC软件去建立模型实现模拟分析。②依据实际工程背景运用FLAC3D数值计算软件研究褥垫层材料和厚度对CFG桩复合地基承载力,沉降,桩土应力比等影响,并和实际工程相比较。③其次结合物理模型试验,用FLAC2D数值计算软件研究基础刚度对CFG桩复合地基承载力,沉降,桩土应力比等影响,并和实际工程相比较。
杨君英[4]2008年在《客运专线CFG桩复合地基沉降特性研究》文中指出高速铁路是高速列车高平顺性和高稳定性行驶的轨道基础,而路基作为轨道结构的基础,必须在运营期间将线路轨道的设计参数保持在基本要求的标准范围之内,这就对高速铁路路基的沉降提出了很高的要求。既有研究表明:列车行驶过程中的弹性变形、塑性变形及路基填土压实下沉,只要满足基床及路基本体填筑材质、压实标准,其值都是有限的,而且也是可控制的。因此,如何控制路基的沉降变形,关键在于控制地基的沉降。本文从理论推导及数值分析两方面对高速铁路CFG桩复合地基沉降展开了系统研究。主要内容如下:(1)综述了复合地基现有沉降计算方法的研究现状,针对现有沉降计算公式的多样性,分别列出了各种计算方法的优缺点。(2)运用复合模量法(规范法)计算CFG桩复合地基沉降时,讨论了应该如何选取计算所需的桩体模量和土体模量。(3)通过分析CFG桩复合地基的沉降变形过程,考虑桩土的相互作用,引入土体压缩模量随荷载变化的计算模型,对现有复合地基沉降计算公式进行修正,得出了复合地基沉降计算公式。(4)将本文方法与工程实测结果进行对比分析表明:常模量法对计算复合地基桩土应力比是可行的;变模量法对计算复合地基沉降更适合。(5)利用大型有限元软件ANSYS建立了单桩叁维模型和平面应变群桩模型,对影响CFG桩复合地基沉降的各种因素,如桩端土和桩间土的变形模量,桩体强度,垫层的模量及厚度,桩径和桩间距等进行了较详细的分析和研究,并借助正交试验分析,得出了CFG桩复合地基优化设计方案。
石洋海[5]2008年在《武广客运专线桩—网复合地基内力及变形监测与有限元分析》文中提出桩-网复合地基是一种处理和加固软弱地基的有效方法,通过桩、网、褥垫层叁者之间的相互作用共同承担荷载,能有效解决软弱地基上修建高速铁路所面临的工后沉降控制和路基稳定性两大技术难题。本文在前人工作的基础上,通过室内试验、现场试验、理论分析和数值模拟相结合的方法,对铁路客运专线路基中桩-网复合地基的工作性状和加固效果进行理论探索和工程实践分析,主要工作和结论如下:(1)根据现场地质条件和设计方案,合理选择监测断面,制定了科学的监测方案,全面监测桩-网复合地基中地基沉降、剖面沉降、水平位移、土压力及桩-土应力比、桩顶应力、土工格栅应变等的发展规律。(2)对现场3个监测断面填筑期和预压期(共计216天)的监测结果进行整理分析,其填筑高度为H=6.2m。结果表明:①地基沉降随填筑高度的增加而增加,预压152天后沉降基本稳定。实测地基最大沉降值为12.92mm～13.79mm。②坡脚水平位移随深度增加而减小,实测水平位移值的变化范围为29mm～74.8mm,最大水平位移出现在地表以下1.5m～2m,且地表以下10 m及以下深度处,基本没有水平位移发生。③填筑期间桩-土应力比随填土高度增加而变大,变化范围为1.6～5.4;填土结束以后桩-土应力比逐渐趋于稳定,变化范围为4.4～6.2。上述结果验证了采用桩-网复合地基控制地基沉降的有效性。(3)根据等效面积置换率原则进行平面应变处理,将桩体转化为沿线路纵向无限长的墙体,通过设置无厚度界面单元模拟桩和土工格栅与土体之间的接触作用,采用岩土工程有限元分析软件对桩-网复合地基进行有限元模拟。(4)将现场监测结果与有限元模拟结果进行对比,结果表明地基沉降、水平位移、桩-土应力比、桩顶轴力、土工格栅拉力等的实测结果与数值模拟结果变化规律一致,验证了模型的合理性。(5)采用上述有限元模型,分别改变褥垫层厚度、褥垫层弹性模量、桩间土弹性模量、桩间距等参数,研究上述因素对桩-网复合地基沉降、桩-土应力比、桩身轴力以及土工格栅拉力的影响规律和影响程度。
彭世江[6]2004年在《CFG桩复合地基计算与分析》文中研究表明地基处理是目前土木工程中比较活跃的研究领域，复合地基理论近十多年，得到了较大的发展。但是由于复合地基中设置的增强体材料不同、强度不同、发挥的效用不完全相同，因而各类复合地基的机理也就不相同，这就导致各类复合地基的承载力计算方法、沉降计算方法各不相同。 本文对于复合地基的承载特性及设计方法进行了较系统的研究。 首先，对现有散体材料桩的极限承载力计算公式进行了讨论，介绍了修正的被动土压力法，使计算结果更为合理。在工程实践及试验基础上，分析了考虑桩与桩间土相互作用的散体材料桩复合地基的承载力计算公式，讨论了散体材料桩复合地基沉降计算方法，给出了散体材料桩桩身变形模量的确定方法，讨论了散体材料桩复合地基的一般设计方法。 其次，本文通过现场试验并借助大型有限元分析软件ANSYS，考虑复合地基中各种材料的非线性特性，对CFG桩复合地基的沉降特性进行了现场试验和数值模拟分析，找出CFG桩复合地基的应力场、位移场、变形特性的一些规律。着重对复合地基的沉降与桩长和桩距的关系进行了研究。在此基础上，利用大型有限元分析软件ANSYS对其进行了优化。 最后，讨论了刚性桩复合地基的设计思想，在软弱地基土上进行了CFG桩复合地基在不同荷载下的静载荷试验，确定了桩间土承载力发挥系数。通过不同厚度褥垫层的试验，结合工程实践，得到CFG桩复合地基褥垫层的合理厚度，讨论了刚性桩复合地基的承载力计算方法、沉降计算方法以及刚性桩复合地基设计参数的选取问题，同时对CFG桩在软土地区的施工工艺进行了研究，对CFG桩复合地基承载力的概率特性进行了分析。
曾巧[7]2013年在《CFG桩复合地基设计计算与工程应用》文中研究表明随着城市的发展,人民生活质量的提高,人们对居住空间的需求与日俱增。然而由于城市居住用地的限制,高层、超高层建筑物应运而生。这导致建筑物对建筑地基的要求越来越高,特别是软土地区的地基处理更为重要。同时,城市化带来的环境问题也日趋严重,如何将工业垃圾合理利用,减少环境污染同样尤为重要。粉煤灰作为电厂的垃圾,其大宗处理和应用迫在眉睫。CFG桩复合地基,也就是水泥粉煤灰碎石桩复合地基(Cement Fly-ash Gravel Piles and Composition Foundation)可以解决上述问题,所以CFG桩复合地基作为刚性桩复合地基的开发和应用也就随之推广而来。本文对于CFG桩复合地基的加固机理、承载特性、变形计算以及CFG桩复合地基的设计方法进行了较系统的总结。首先,本文介绍了CFG桩复合地基的国内外研究现状,针对CFG桩、CFG桩复合地基的加固作用机理进行了总结,在此基础上介绍了CFG桩复合地基承载力的计算以及CFG桩复合地基沉降的计算公式。其次,对CFG桩复合地基的优化设计思路、设计计算内容进行了详细的分析总结,在此基础上探讨了CFG桩复合地基的设计流程以及CFG桩复合地基设计计算的每项内容和存在的问题,同时对于CFG桩复合地基设计中常出现的问题进行了详细的分析,最大程度的保障CFG桩复合地基的设计以及工程经济概算。同时针对CFG桩复合地基的施工技术进行了介绍,总结了施工要点以及施工中的注意事项。最后,结合CFG桩复合地基工程,详细系统的介绍了CFG桩设计计算过程。通过CFG桩复合地基试验检测,评判CFG桩复合地基的设计、加固效果,证明CFG桩复合地基加固此工程地基的可行性。可供类似的CFG桩复合地基设计计算、施工、检测参考。
武君磊[8]2016年在《CFG桩复合地基受力沉降变形及应用研究》文中研究说明北京地区高层建筑多采用深基坑,其对于地基承载力和差异沉降控制有较高要求,CFG桩复合地基因具有经济性较好、技术成熟和绿色环保等优点,在北京东部及南部被广泛应用,但其沉降变形计算方法目前还存在一些问题。因土体力学特性复杂、影响因素较多、桩土承载力折减系数等原因,较难准确计算复合地基沉降。北京东部及南部地区地层多为粘土和砂土,承载力不高,按建筑地基处理技术规范的计算方式得到的CFG桩复合地基最终沉降量与沉降监测结果相比有较大安全储备。为了更客观准确的计算CFG桩复合地基承载力和沉降值,本文根据CFG桩复合地基的相关理论,对地基受力沉降变形与应用进行研究,得到客观的修正计算公式。本文阐述了CFG桩复合地基的承载原理、桩土应力传递分配机理；考虑桩侧摩阻力和土体回弹再压缩变形产生的影响,对建筑桩基技术规范中CFG桩复合地基承载力和沉降计算公式进行修正；针对通州区某住宅项目的工程地质条件,利用有限差分软件FLAC3D模拟受力沉降变形,分析多种因素对沉降的影响；在检验本项目复合地基承载能力后,将沉降监测数据、《规范》计算结果与修正计算结果对比分析,验证修正计算公式的实用性,并进行CFG桩复合地基项目优化设计。达到满足承载力和沉降值的设计要求,并且经济、客观及正常使用的目的。
王伟[9]2008年在《刚性桩复合地基空间变刚度调平设计》文中提出随着复合地基技术在我国土木工程建设中的推广应用,复合地基概念和理论得到了很大的发展。尽管如此,复合地基的理论研究仍远落后于工程实践。在复合地基沉降计算方面虽然有了一些计算或估算方法,在工程实践中起到了良好的指导作用,但现行这些计算理论几乎都存在不同的缺陷和难点。复合地基在按沉降控制的优化设计方面的研究更是寥寥无几,人们仍然是利用已有的经验保守设计,使工程设计或多或少的造成一些不必要的浪费。因此,深入开展复合地基沉降计算理论及按沉降控制的优化设计理论研究,对于发展复合地基技术具有重要的意义。鉴于此,本文作了以下工作:(1)基于对复合地基承载特性和变形特性的深入研究,本文将半无限弹性空间中的Geddes解与Mindlin解应用于刚性桩复合地基沉降计算,考虑了桩的荷载传递特性、桩侧摩阻力及荷载作用深度等因素对复合地基变形的影响。通过工程实例的验证,表明该方法是可行性的。(2)根据基础—垫层—复合地基相互作用的原理,分析了实现复合地基变刚度调平设计的途径,给出了八种变刚度复合地基设计的方案。然后,基于FLAC-3D岩土工程数值分析软件,建立了六个变刚度复合地基调平方案,对比分析了六种变刚度复合地基的沉降、土反力、桩顶反力、筏板内力;探讨了改变桩长、桩径和桩间距等方法实现复合地基变刚度调平的效果,并进行优化布桩分析。研究表明:筏板基础的沉降呈“蝶形”分布特征,基础差异沉降随荷载的增加先增大后减小;变桩长、变桩距相结合的方案有利于改善筏板的内力状况,降低筏板的弯矩,减小不均匀沉降,为最理想的调平方案。
温世聪[10]2012年在《基于沉降控制的高速铁路CFG 桩复合地基优化设计研究》文中研究指明随着我国高速铁路的不断提速,对于路基稳定性的要求也不断提高,路基的沉降控制更成为了影响时速的关键性因素,如何使工后沉降达到规定要求的15mm以内也成为了摆在研究人员面前的新课题。CFG桩复合地基具有沉降量小、承载力高、稳定快、工期短等特点,作为软土地基处理的一种手段,已在京津城际、武广高铁、京沪高铁等时速为350km/h的高速铁路软土地基处理中得到了广泛应用,取得了较好的经济效益和社会效益。本文以京沪高速铁路济南西站站场CFG桩复合地基为研究背景,通过现场试验、理论分析、数值计算等手段,系统地对济南西站站场CFG桩复合地基的沉降规律和优化设计进行研究分析,主要研究内容和分析结果如下：1.通过现场测试和数据处理,分析了济南西站站场CFG桩复合地基的沉降规律。根据对所选断面的数据进行分析发现,地基的总沉降主要来自下卧层的沉降,占90%以上；在CFG桩加固区中心位置出现明显沉降盆；工后沉降基本上都在要求范围内。2.在站场CFG桩复合地基沉降计算中,分别应用了规范计算方法和Boussinesq-Mindlin联合法进行计算,并将计算结果与现场实测结果进行比较,Boussinesq-Mindlin联合法计算结果较为接近,验证了Boussinesq-Mindlin联合求解法更适用于计算CFG桩复合地基沉降。3.结合站场复合地基结构特征,建立了数值分析模型,并采用ANSYS软件进行叁维数值模拟,将数值模拟结果与实测数据进行对比,验证了实测数据的准确性,同时对进一步优化设计提供了一些依据。4.简述了CFG桩复合地基优化设计的原则和思路,结合济南西站站场复合地基设计不合理之处,针对路基沉降不均匀的特征,以路基工后沉降为判定标准,对各参数进行优化影响分析,最后对站场CFG桩复合地基优化设计提出了建议。
参考文献：
[1]. 客运专线复合地基上无碴轨道路基沉降的控制与计算分析研究[D]. 秦文权. 中南大学. 2008
[2]. CFG桩复合地基工作性状及工程应用研究[D]. 张建隽. 太原理工大学. 2008
[3]. CFG桩复合地基性状影响因素的数值模拟研究[D]. 唐明荣. 中国地质大学（北京）. 2008
[4]. 客运专线CFG桩复合地基沉降特性研究[D]. 杨君英. 中南大学. 2008
[5]. 武广客运专线桩—网复合地基内力及变形监测与有限元分析[D]. 石洋海. 中南大学. 2008
[6]. CFG桩复合地基计算与分析[D]. 彭世江. 西南交通大学. 2004
[7]. CFG桩复合地基设计计算与工程应用[D]. 曾巧. 重庆交通大学. 2013
[8]. CFG桩复合地基受力沉降变形及应用研究[D]. 武君磊. 北方工业大学. 2016
[9]. 刚性桩复合地基空间变刚度调平设计[D]. 王伟. 河北农业大学. 2008
[10]. 基于沉降控制的高速铁路CFG 桩复合地基优化设计研究[D]. 温世聪. 北京交通大学. 2012
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