柔性基础下刚性桩复合地基的稳定性分析

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针对目前柔性基础下刚性桩复合地基稳定分析仍不够完善的现状,本文在总结国内外成果和课题组已有研究工作基础上,首先利用三维有限元数值分析模型对柔性基础下刚性桩复合地基开展研究,讨论了路堤加载及失稳状态下不同位置处桩体受力机理及破坏模式;利用强度折减有限元法研究了目前几种常用失稳破坏判据在刚性桩加固路堤中的适用性,同时对路堤失稳破坏时位移矢量、滑动面形状和位置进行探讨;在综合常规有限元法和强度折减有限元法分析结果基础上,根据桩体位置、抗滑机理不同,对路堤桩体按破坏模式进行合理分类;利用正交分析法,对路堤填筑高度、桩间土内摩擦角、桩间土粘聚力、桩体置换率、桩端嵌固深度、垫层刚度等因素对路堤稳定系数影响进行探讨;对目前常用的传统复合地基稳定分析方法、等效抗剪强度法、英国BS8006规范方法、数值模拟方法在刚性桩加固路堤稳定分析中的适用性进行探讨;最后基于极限平衡法基本原理,提出了符合实际受力情况的柔性基础下刚性桩复合地基稳定分析的简化方法。对于柔性基础下刚性桩复合地基,研究结果表明:强度折减有限元法在刚性桩加固路堤稳定分析中具有良好的适用性,在刚性桩加固路堤稳定分析中采用坡顶和坡脚的平均位移突变法确定稳定安全系数较为可靠;路堤下不同位置桩体,所提供抗滑贡献具有明显差异,根据各桩体破坏模式及位置不同,可分为受压破坏、受弯破坏、受拉破坏3类;路堤填筑高度、桩间土内摩擦角、桩体置换率、桩间土粘聚力、桩端嵌固深度、垫层刚度对路堤稳定安全系数影响的敏感性依次下降,且各因素间无明显相互作用;本文所提出的柔性基础下刚性桩复合地基稳定分析简化方法符合实际受力情况,具有较好的适应性。
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