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路堤下“土工格室+碎石桩”双向增强复合地基桩土应力比及沉降计算

作者:赵明华; 刘猛; 马缤辉; 龙军道路工程路堤荷载受力分析碎石桩土工格室桩土应力比沉降

摘要:为了充分考虑路堤、格室体、碎石桩以及桩间土体共同作用对路堤荷载下"土工格室+碎石桩"双向增强复合地基桩土应力比与沉降计算方法的影响,以单桩等效加固范围内的路堤与复合地基为分析对象,引入"土柱模型"与环形大挠度薄板分别考虑路堤土拱效应与土工格室的抗弯拉作用,同时基于分层总和法,结合胡克定律与双曲线模型,综合考虑桩体鼓胀与桩土界面滑移,建立了考虑路堤、格室体及碎石桩复合地基共同作用的三维模型,获得了该类复合地基的桩土应力比及沉降计算方法;并采用室内试验数据与某工程实例对该计算方法进行了验证,同时系统分析了格室体与碎石桩的变形特征。结果表明:土工格室可有效增加碎石桩鼓胀范围与鼓胀量,并使其最大鼓胀位置上移,充分发挥其承载能力,格室垫层可明显加大桩体上刺难度,降低土拱效应;在路堤荷载不变的情况下,碎石桩中性点以下部分的桩土相互作用对格室体刚度变化并不敏感;此外,格室垫层"柔性筏板效应"对荷载调节的贡献大于"拉膜效应"。

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