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CFG桩复合地基力学性状及其应用研究

作　者: 李明东
导　师: 程祖锋
学　校: 河北工程大学
专　业: 岩土工程
关键词: CFG桩复合地基配合比有限元承载力
分类号: TU473.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 61次
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内容摘要

复合地基技术是一种有效的地基处理方法,近年来在我国得到越来越广泛的运用,并获得良好的经济效益和社会效益。由于复合地基的影响因素复杂,涉及到多界面、多材料的协调变形作用,给复合地基的理论研究带来很大的困难。复合地基的理论研究已明显地滞后于工程实践。本文以CFG桩(Cement Fly-Ash Gravel Pile)复合地基理论为基础,重点分析了CFG桩的桩身材料和CFG桩复合地基的承载性状。通过室内无侧限压力试验进行了CFG桩的强度和模量测定,提出了CFG桩的本构模型,并讨论了水胶比、粉灰比、胶凝材料用量与石屑率对强度和模量的影响。运用数值模拟对CFG桩复合地基承载性状进行了研究和探讨,用有限元软件ABAQUS建立了CFG桩复合地基模型,同时用工程实例验证了模型的正确性。讨论了影响CFG桩复合地基承载性状的诸多因素,如荷载水平,褥垫层模量、厚度,桩间土,桩长和桩身模量等,并对这些因素进行了系统的数值分析研究。从而得出适合邯郸市CFG桩复合地基工作机理的有关规律,并对这些规律进行了分析和总结,进而为邯郸地区CFG桩复合地基的设计提供了一些参考。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-18
  1.1 复合地基概述  10-12
    1.1.1 复合地基定义及其分类  10-11
    1.1.2 复合地基的发展情况  11-12
  1.2 关于“CFG 桩复合地基”  12
  1.3 CFG 桩复合地基研究现状和发展现状  12-14
    1.3.1 CFG 桩复合地基的研究现状  12-14
    1.3.2 研究中存在的问题  14
  1.4 本文研究的目的和意义  14-15
  1.5 本文研究方法和技术路线  15-18
    1.5.1 研究内容  15
    1.5.2 研究方法  15-16
    1.5.3 研究的技术路线  16-18
第2章 CFG 桩复合地基作用机理  18-26
  2.1 复合地基置换率、荷载分担比和复合模量的概念  18-19
  2.2 CFG 桩复合地基的工程特性  19-20
  2.3 CFG 桩复合地基加固机理  20-21
    2.3.1 振动挤密作用  20-21
    2.3.2 桩体的置换作用  21
    2.3.3 褥垫层调整均匀化作用  21
  2.4 CFG 桩复合地基承载力计算  21-24
    2.4.1 桩体复合地基承载力计算模式  21-23
    2.4.2 CFG 桩复合地基承载力计算分析  23-24
  2.5 CFG 桩复合地基沉降变形计算  24-25
  2.6 本章小结  25-26
第3章 CFG 桩身材料的性能的研究  26-40
  3.1 试验材料与试验方法  26-28
    3.1.1 原材料及基本性能  26-27
    3.1.2 实验方法  27-28
  3.2 CFG 桩身材料的配合比设计  28-31
    3.2.1 CFG 桩身材料配合比设计步骤  28-30
    3.2.2 CFG 桩身混合料配合比实例  30-31
  3.3 CFG 桩身材料的试验结果及分析  31-37
    3.3.1 CFG 桩身材料的组成对其强度的影响  31-35
    3.3.2 CFG 桩身材料的组成对其弹性模量的影响  35-37
  3.4 CFG 桩的本构关系  37-38
  3.5 小结  38-40
第4章 CFG 桩复合地基计算模型  40-48
  4.1 有限元法概述  40
  4.2 ABAQUS 有限元软件介绍  40-41
  4.3 ABAQUS 中土的本构模型  41-44
    4.3.1 弹性模型  42
    4.3.2 非线性弹性模型  42
    4.3.3 Mohr-Coulomb 塑性模型  42-44
    4.3.4 Drucker-Prager 模型  44
  4.4 三维有限元分析模型  44-47
    4.4.1 基本假设  44-45
    4.4.2 计算模型及范围  45
    4.4.3 荷载分布  45
    4.4.4 边界条件假定  45-46
    4.4.5 单元类型及本构关系  46
    4.4.6 接触的建立  46-47
  4.5 本章小结  47-48
第5章 CFG 桩复合地基承载性状有限元分析  48-59
  5.1 工程概况  48-49
  5.2 有限元模型的建立  49-50
  5.3 模型参数的选取  50-51
  5.4 CFG 桩复合地基承载性状影响因素的分析  51-58
    5.4.1 荷载的影响  51-52
    5.4.2 褥垫层模量的影响  52-53
    5.4.3 褥垫层厚度影响  53-55
    5.4.4 桩间土模量的影  55-56
    5.4.5 桩长的影响  56-57
    5.4.6 桩身模量的影响  57-58
  5.4 本章小结  58-59
结论与建议  59-61
致谢  61-62
参考文献  62-65
作者简介  65
攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果  65-66

CFG桩复合地基力学性状及其应用研究

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