水泥土桩复合地基抗采动变形性能研究

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本文以采动区水泥土桩复合地基为研究对象,通过室内三轴试验,并结合数值模拟,研究了采动过程中水泥土桩复合地基力学性能参数变化规律,分析了桩身强度、地基土强度变化对水泥土桩复合地基抗采动变形性能的影响,提出了采动区水泥土桩复合地基承载力特征值折减系数建议值。主要的研究内容和结论如下:(1)基于相似理论,建立水泥土桩复合地基相似模型,通过侧向卸载和侧向加载试验模拟采动过程,研究采动过程中水泥土桩复合地基等效粘聚力与等效内摩擦角的变化规律。试验结果表明:采动主要对桩间土产生影响,对水泥土桩影响较小,桩体不发生破坏。受采动影响水泥土桩复合地基等效粘聚力降低,等效内摩擦角先减小后增大;(2)基于三轴试验过程及结果,采用ANSYS有限元软件,模拟不同水泥土桩身强度、不同地基土强度的组合下侧向卸载和侧向加载过程,研究水泥土桩复合地基等效粘聚力与等效内摩擦角的变化规律。结果表明:采动影响下,水泥土桩加固不同强度地基土时,土体粘聚力越高,水泥土桩复合地基等效粘聚力降低幅度越小,桩身强度越高,复合地基等效粘聚力降低幅度越小;(3)综合分析室内试验与数值模拟计算结果,提出在对采动区水泥土桩复合地基设计时,承载力特征值应进行折减,折减系数建议值为:当200kPakz≤300kPa时,折减系数为0.88,当300kPakz≤400kPa时,折减系数为0.90,当fkz>400kPa时,折减系数为0.95。
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