大型儲油罐碎石樁復(fù)合地基變形性狀有限元數(shù)值分析.pdf

1、在油罐基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中,如果對油罐基礎(chǔ)變形估計(jì)不足,小則造成工程構(gòu)筑物開裂影響使用效果,大則引發(fā)傾倒等嚴(yán)重工程事故造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。不少實(shí)例表明,各種地基處理方法可以成功地解決儲罐基礎(chǔ)的不均勻沉降問題,其中,采用振沖碎石樁加固油罐地基,應(yīng)結(jié)合充水預(yù)壓加固方法進(jìn)行,以充分發(fā)揮碎石樁排水作用與油灌在使用前可以進(jìn)行充水預(yù)壓這一特點(diǎn),這樣既可降低地基加固處理費(fèi)用,又能消除地基固結(jié)沉降,是一種經(jīng)濟(jì)合理的油罐地基加固方法。因此大型儲油罐碎石樁復(fù)合地

2、基變形性狀有限元數(shù)值分析是既有理論意義又有工程價(jià)值。
　　 本文結(jié)合阿爾及利亞SKIKADA煉油廠大型儲罐軟基進(jìn)行振沖碎石樁與充水預(yù)壓聯(lián)合加固處理的現(xiàn)場試驗(yàn),以系統(tǒng)控制油罐的變形為主要研究目標(biāo),采用大型有限元Plaxis程序,建立大型油罐碎石樁地基的二維有限元模型,利用軸對稱有限元方法進(jìn)行數(shù)值模擬和計(jì)算,研究不同樁長的分布范圍、長度;置換率不變時(shí),樁徑或樁間距的變化;樁徑、樁間距引起的置換率變化;褥墊長度等參數(shù)對差異沉降的影響。

3、橫向?qū)Ρ雀鲄?shù)對差異沉降的影響效果,分析負(fù)向側(cè)向位移與差異沉降的關(guān)系,藉以探討減少差異沉降最優(yōu)辦法。同時(shí),對碎石樁破壞變形,包括刺入、側(cè)向膨脹、整體變形進(jìn)行有限元數(shù)值分析,研究碎石樁復(fù)合地基變形破壞特征。并將有限元數(shù)值分析結(jié)果與現(xiàn)場監(jiān)測值對比分析。最后,對加固檢測效果經(jīng)行評價(jià);通過對油罐地基地表土與深層土變形的長期觀測,取得了大量的原始數(shù)據(jù);研究充水預(yù)壓加固過程中油罐地基的變形特性,論述了地基地表土、深層土、油罐地基的平面傾斜與非平面傾

4、斜及環(huán)墻搖擺下沉特性;并對油罐地基沉降進(jìn)行了分析。主要得出以下結(jié)論:
　　 (1)在一般的工程設(shè)計(jì)中,建議對于二維數(shù)值計(jì)算,可以采用圓環(huán)來簡化仿真油罐碎石樁基礎(chǔ)。
　　 (2)油罐地基差異沉降隨著不同樁長分布范圍產(chǎn)生變化,其中,在長樁:0m～0.33D,中樁:0.33D～0.39D或0.33D～0.42D(D-油罐直徑)處形成一極小值;油罐中心范圍內(nèi)復(fù)合地基,通過固定樁徑不變,減小樁間距來增大置換率,可使復(fù)合地基在相對較

5、小的置換率條件下獲得更小的差異沉降;油罐中心范圍內(nèi)復(fù)合地基,置換率一定時(shí),樁徑越大(同時(shí)樁間距也就越疏),碎石樁地基的差異沉降也就越小;隨著樁徑越來越大,差異沉降的增幅也越來越小;褥墊層的布置率為油罐底面積的60％時(shí),差異沉降達(dá)到最小值;不同差異沉降調(diào)整方法對比發(fā)現(xiàn),通過調(diào)整長樁分布、置換率可以很好的降低地基差異沉降,而改變?nèi)鞊磳拥男Ч皇鞘置黠@;油罐地基負(fù)向側(cè)向位移的出現(xiàn)是差異沉降調(diào)整的一個(gè)重要特征。
　　 (3)在不同墊層

6、模量下,存在碎石樁樁體刺入墊層;并且,隨著墊層模量的增大,碎石樁樁體刺入量也越來越小;距離樁頂以下一定距離內(nèi),碎石樁和樁間土的豎向沉降量趨于一致,不存在沉降差的問題。墊層模量的變化對樁頂上刺量的影響較大,墊層模量越大,樁頂上刺量越小。隨著地基剛度變小、荷載變小或者置換率變小,產(chǎn)生側(cè)向膨脹的范圍會逐漸變大;但是,無論各因素如何變化,相應(yīng)側(cè)向膨脹的最大值都位于地面以下恒定深度(本例深度為2.5m);
　　 (4)振動水沖碎石樁施工對