路基荷载作用下长短桩复合地基室内模型试验与数值模拟分析研究

兰州交通大学硕士学位论文摘 要从目前的工程运用情况来看，复合地基技术在软土分布地区得到广泛地应用。随着其技术的不断发展、理论不断完善，对桩体在复合地基中的荷载传递机理、变形控制、应力场以及位移场特性的

兰州交通大学硕士学位论文 摘要 从目前的工程运用情况来看，复合地基技术在软土分布地区得到广泛地应用。随着 其技术的不断发展、理论不断完善，对桩体在复合地基中的荷载传递机理、变形控制、 应力场以及位移场特性的深入研究，出现了由不同类型（或同种类型不同长度）的桩的 组合形式所形成的复合地基，其中定义由不同长度的桩体组合而形成的桩体复合地基是 长短桩复合地基。 长短桩复合地基是近几年发展起来的一种新型的地基处理方式，由于其对复合地基 沉降，尤其是不均匀沉降具有良好的处理效果，并且能够产生良好的经济效益和社会效 益，已经在民用建筑、软土地区高等级公路、铁路建设等工程项目领域得到了良好的运 用。但是目前对于长短桩复合地基的理论研究工作还不足，而且工程实践经验也较匮乏。 为了使长短桩复合地基技术能够更好地服务于软土地区高等级公路、铁路的建设有必 , 要更加深入地研究长短桩复合地基的性状。本文正是基于此目的，开展有关长短桩复合 地基研究工作，并得到以下有关研究成果： 首先对长短桩复合地基研究现状进行整合和归纳，从现有长短桩复合地基沉降计算 理论出发，对比这些方法的优缺点，总结不同条件下不同计算方法的使用的适用条件及 适应性。 其次，依照高速铁路柔性荷载下长短桩复合地基原型，结合相似理论，设计并制作 了室内试验模型，对路基柔性荷载作用下长短桩复合地基工程性状进行分析，并且按照 设计的室内模型试验方案进行试验。 通过改变短桩桩长，分析该因素对长短桩复合地基的影响，分别分析了在不同长短 的条件下，长短桩复合地基承载力、沉降、长桩和短桩桩身应力、长桩和短 桩桩长比 n 桩桩土应力比、长桩和短桩桩土荷载分担比等性状的变化规律。 室内模型试验研究结果表明：随着短桩桩长的增加复合地基沉降不断减少，当荷载 达到，时长桩承担了总荷载的，短桩承担了，桩间土承担了 100kPan=0.555.7%15.4% 28.9 的荷载，此时长桩承担了 时，短桩承担了，桩间土承担了 ； 。 %n=127.5%45.3%27.2% 从室内模型试验结果来分析应力分担比随长短桩桩长变化而变化规律，在拟处理地层厚 度和长桩长度一定条件下，短桩长度存在一个最优值。 再次，在室内模型试验的基础上，采用数值模拟方法研究了长短桩复合地基应力分 布及沉降变化规律。 模型，分别考虑短桩刚度 通过建立路基柔性荷载作用下长短桩复合地基 MIDAS/GTS 变化、存在浅层持力层以及不存在浅层持力层等因素对长短桩复合地基处理效果的影 I