桩承加筋路堤作用机理的研究

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1、天津大学硕士学位论文桩承加筋路堤作用机理研究TheMechanismAnalysisoftheGeosynthetic—ReinforcedPileSupportedEmbankment学科专业：研究生：指导教师：结构工程徐杰郑刚教授天津大学建筑工程学院二零零八年五月中文摘要桩承土工合成材料加筋垫层法是一种有效的软土地基加固方法，该法已经成功地在世界各地被用来解决许多岩土工程问题，特别是在软土地基的路堤中应用广泛，但是其理论研究还明显地落后于工程实践。桩土应力比是复合地基中的一个基本概念和计算指标，它揭示了复合地基中桩和土的应力分布情况，无论是计算

2、沉降量还是承载力，都需要用到。本文根据桩～网复合地基的组成，建立复合地基的简化模型：并基于网单元的受力平衡条件和路堤荷载的特点，推导出桩～网复合地基桩土应力比计算公式及工后沉降公式，定量地分析了各主要因素对桩土应力比的影响及其规律。为了进一步研究，本论文利用基于有限元法的数值分析软件ABAQUS进行分析，在进行模型参数分析之前，采用了芬兰的一个工程实例对数值分析模型进行校验，最后得出的计算结果与实测结果的误差不到10％，说明了该模型的可靠性。结合不同模量桩体和土工合成材料各自的特性，建立了一个桩承土工合成材料加筋垫层复合地基的基本模型，通过数值分析

3、得出该复合地基的基本特性。通过不同计算条件下的数值分析，研究了在五个影响因素，即：桩的弹性模量、软土的弹性模量、土工合成材料的拉伸刚度、路堤高度和引入不同的预留净空影响下复合地基的应力和变形行为。讨论了各因素对路堤等沉面和桩底等沉面、路堤项面及底面最大沉降和差异沉降值、桩体和桩间软土的应力分布与传递、桩体的轴力侧摩阻力及弯距、土工合成材料上拉力的分布的影响。关键词：桩承加筋路堤应力比有限元分析软土地基ABSTRACTGeosynthetic·reinforcedandpile—supported(GRPS)earthplatformhasbeene

4、mergedasaneffectivealternativesuccessfullyadoptedworldwidetosolvemanygeotechnicalproblems，especiallyinthesoftfoundationofembankment，however，itstheoreticalresearchisapparentlyfarbehindengineeringpractice．Pile．soilstressratioisbasicnotionandcalculationindexincompositefoundation；

5、itpointsoutpileandsoilstressdistribution，anditneedbeusedbothinsettlementandbearingcapacitycalculation．Accordingtothecomposingofthepile·netcompositefoundation，reduciblemodelofcompositefoundationisestablished；thenbasedonforcebalanceconditionofnetunitandthecharacteristicsofembank

6、mentloads，theformulasofpile·soilstressratioandpost-constructionsettlementarededuced；atlast，mainfactorsthatinfluencespile—soilstressratioanditsrulesareanalyzedquantificationally．Forfurtherstudyingbearingperformancesrulesofpile—netcompositefoundationbyusingthefiniteelementmethod

7、(FEM)softwareofABAQUS．Priortoparametricstudies，thennumericalmodelwasverifiedusinganengineeringcaseinFinland．Thefinalresultsaccordedwithfieldtestfairlywellandtheerrorwerelessthan10％，whichshowthereliabilityofproposednumericalmode．Combiningwiththeeachpropertyofdifferentmoduluspil

8、eandgeosynthetics，abasicmodelforgeosynthetic-·reinforcedandpi