流塑狀軟土復(fù)合地基失效機理及處理方法研究.pdf

1、我國高速鐵路流塑狀軟土地基處理時大量采用CFG樁、管樁以及鋼筋混凝土灌注樁等樁體較強的剛性樁來解決地基承載力不足和路基工后沉降問題。然而在實際工程中還是出現(xiàn)了地基處理失效、填筑期間路基整體滑塌、開通運營后短期內(nèi)鐵路路基失穩(wěn)和下沉等一系列工程問題。這主要是因為對流塑狀軟土具有極低的抗剪強度和高觸變的工程特性認識不足，對樁土模量差異較大的樁土互作用機理認識不清，以及CFG樁體在流塑狀軟土地基中的抗剪貢獻及破壞模式研究不夠深入，在進行路堤穩(wěn)定

2、分析時仍然采用傳統(tǒng)極限平衡法，高估了路堤穩(wěn)定性，從而導(dǎo)致在實際工程中地基處理方法選擇不當。
　　為解決流塑狀軟土地基處理中存在的問題，本文首先通過有限元分析方法對單根樁在流塑狀軟土不同工況下的工作機理進行了數(shù)值分析，主要研究了不同樁土模量比、樁體與滑弧切線的不同夾角、不同抗剪強度指標條件下樁體的抗剪特性、破壞模式及樁土相互作用機理，本文將樁體對抗剪的貢獻定義為“視抗剪強度”。結(jié)果表明：樁體自身剛度、樁土模量差異、土體抗剪強度以及樁

3、與滑弧切線間夾角等是影響“視抗剪強度”的主要因素；隨著樁土模量比及樁與滑弧切線間夾角的減小，樁體“視抗剪強度”逐漸增加；同時隨著樁土模量差異逐漸增大，樁體可能發(fā)生的破壞模式依次為樁體抗剪切破壞、受拉(壓)破壞、彎曲破壞、土體繞流破壞、樁體傾倒破壞和樁體整體側(cè)移破壞，對應(yīng)不同破壞模式下CFG樁具有不同的“視抗剪強度”。此外，樁體與滑弧切線間夾角反映了位于路基下不同樁體的位置特點，隨著樁體與滑弧切線的夾角逐漸增加，樁體破壞形式由拉彎破壞、彎

4、曲破壞逐漸過渡到壓彎破壞及承壓破壞。當樁土模量比大于2000:1時，流塑狀軟土地基不適合采用CFG等剛性樁來處理。
　　在樁土互作用機理和樁體破壞模式研究基礎(chǔ)上，本文提出了基于CFG樁“視抗剪強度”的 Bishop圓弧滑動穩(wěn)定檢算方法，該方法采用極限平衡法并假定圓弧滑動面，沿滑動面上樁體和土體產(chǎn)生剪切破壞，樁體有效抗剪強度采用“視抗剪強度”，而不是單純采用加固體與土形成的復(fù)合土層的抗剪強度。該方法既能反映剛性樁復(fù)合地基支承路堤的失

5、穩(wěn)破壞機理，又能合理評估其穩(wěn)定性。通過與國內(nèi)外剛性樁加固軟土地基整體穩(wěn)定性多種方法對比分析，結(jié)果表明基于“視抗剪強度”的安全穩(wěn)定性系數(shù)更為合理。
　　基于流塑狀軟土-樁相互作用機理研究和流塑狀軟土復(fù)合地基穩(wěn)定性分析方法研究，本文提出了“排水固結(jié)+復(fù)合地基”相結(jié)合的新型流塑狀軟土地基處理方法，其中樁土模量比是關(guān)鍵因素，其值偏大不安全、偏小不經(jīng)濟，當樁土模量比大于2000:1時，采用排水固結(jié)的手段提高流塑狀軟土地基的抗剪強度，再進行C