基于桩承式路堤承载机理研究

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1、申请同济大学工学硕士学位论文桩承式路堤承载机理研究培养单位：土木工程学院一级学科：土木工程二级学科：岩土工程研究生：周赞良指导教师：熊巨华副教授副指导教师：朱碧堂博士二oo七年三月摘要桩承式路堤是一种新型软土地基处理形式，最适用于软土下有坚硬土层或岩层，建设时间较紧而总体沉降和不均匀沉降又必须严格控制的情况。本文对桩顶平面上路堤部分，根据平衡条件建立基本方程，引入应力连续条件，然后建立桩和桩间土部分的基本微分方程，结合相应的边界条件，最后将两部分又统一为一个整体进行求解，获得了桩土弹性条件下桩承式路堤的应力降

2、低比、桩荷载分担比、平均桩土应力比等。从现场测试数据与理论计算结果的比较看，计算值与现场测试值较为接近，表明计算方法基本能够反映桩承式路堤的承载机理。通过考察桩间距、桩长、桩帽置换率、桩径、填土高度、桩侧土模量、桩体模量、路堤填土模量等参数的变化，揭示了其对桩体荷载分担比、应力降低比、土拱效应、平均桩土应力比等的影响规律，得到了一些有益的结论。关键词：桩，路堤，承载机理，土拱效应AbstractABSTRACTThepile—supportedembankmentisanewgroundimprovement

3、techniqueoversoftsoil．Thistechnologyismostsuitableforsituationswheresoftsoilisunderlainbyastiffsoillayerorbedrock，timeisoftheessence，andlimitsontotalanddifferentialsettlementmustbecontrolled．Byanalyzingtheembankmentsonthepilecap，thepaperbuildsthefundamental

4、equationswhicharebasedonequilibriumstate，takeintoaccounttheconditionofcontinuousstresses，thenestablishthefundamentaldifferentialequationonbotllthepileandthesoil．Finally,theseequationsaresolvedonboundaryconditionbyconsideringtheembankments．pileandsoilasawhol

5、ebody．neratiooftheloadonpile，thestress-reductionratioandtheratioofstressbetweenpileandsoilareobtained．Theformulasareemployedtoanalyzeseveralpracticalcases，andtheresultsareclosetothefieldtestresults．ItindicatedthatthismethodCanreflecttherealactionoftheloadsu

6、pportingmechanismsofpile-supportedembankments．Influencingregularitieswithregardtosoilarchingeffect,theratiooftheloadonpile，thestress-reductionratioandtheratioofstressbetweenpileandsoilarefoundbyparametricanalysis．Theinfluencingfactorsincludecenter-to—center

7、spacingbetweenpiles，pilelength,pilediameter,pilecapdiameter,embankmentheight，pilemodulus，soilmodulus，etc．KeyWords：pile,embankments，loadsupportingmechanisms，soilarchingeffectII符号说明ⅥI应力降低比平均桩土应力比桩体荷载分担比桩顶平面桩间土平均竖向应力路堤填土平均重度路堤高度桩帽顶平均竖向应力桩顶平均竖向应力桩间距桩帽宽桩帽净距桩径超载超

8、载q的等效路堤填土高度桩帽置换率加筋体拉力水平应力竖向应力切应力水平应力系数竖向应力系数静止土压力系数等沉面高度桩帽线荷载桩间土线荷载桩土荷载分担比路堤填土平均压缩模量桩土差异沉降尺Rei盯B以％日吼％。口6J窖％mr吒吒，盯∥％^只只栉乓丛符号说明VIll桩身周长桩单元横截面积桩间土单元横截面积桩弹件模量桩间土弹性横量土体剪切模量桩压缩变形土体压缩变形桩端土的刚度系数桩侧摩阻力发挥的刚度系数极限桩