长板-短桩工法加固软土地基路堤的三维非线性有限元数值模拟

发布时间：2023-11-26 14:31

　　随着我国交通基础设施建设规模的不断扩大,有必要寻求更为科学有效的软土地基处理方式。排水固结法和粉喷桩复合地基法设计理论相对完善,施工快速简单,被广泛应用于工程实践中,但是两种方法均尚存在其不可避免的不足。结合两者优点的新型软土地基联合处理方法,即长板-短桩复合地基已获成功应用,但既有研究多集中于室内模型试验和现场试验,精细化的数值模拟分析尚未深入开展。本文主要针对长板-短桩复合地基的工程特性和影响因素,开展了三维非线性精细化有限元数值模拟,主要开展的工作如下:(1)通过文献调研和工程调研,扼要介绍了长板-短桩复合地基的组成、布置形式、工法特点和施工工序。(2)讨论了目前路堤荷载作用下复合地基有限元数值模拟的3种方法、分析原理,列举介绍了各自的代表性软件,评析了各种方法的优缺点。其中在利用平面分析法对长板-短桩复合地基开展有限元模拟中,详细介绍了呈空间分布的塑料排水板和粉喷桩的平面应变化方法及其适用条件。(3)基于岩土工程专业有限元软件PLAXIS 3D,分别构建了长板-短桩复合地基、粉喷桩复合地基、塑料排水板处理地基和无处理地基等4种工况的三维非线性有限元数值模型,比较了4种工况地基的...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 塑料排水板处治软土地基研究
        1.2.1 塑料排水板预压法的发展和特点
        1.2.2 塑料排水板预压加固原理
    1.3 粉喷桩处治软土地基研究
        1.3.1 粉喷桩的发展和特点
        1.3.2 粉喷桩加固原理
    1.4 长板-短桩工法加固软土地基研究
    1.5 本文的主要研究内容及技术路线
第2章 长板-短桩工法简介
    2.1 概述
    2.2 长板-短桩复合地基的组成
    2.3 长板-短桩复合地基的布置
    2.4 长板-短桩复合地基的施工
    2.5 本章小结
第3章 长板-短桩复合地基数值模拟方法探讨
    3.1 概述
    3.2 平面变形分析法
        3.2.1 塑料排水板的平面简化
        3.2.2 粉喷桩的平面简化
        3.2.3 代表性软件PLAXIS简介
    3.3 平面变形-空间渗流分析法
        3.3.1 平面变形-空间渗流固结理论
        3.3.2 代表性有限元程序PDSS简介
    3.4 空间变形-空间渗流分析法
        3.4.1 比奥三维固结理论
        3.4.2 代表性软件PLAXIS3D简介
    3.5 本章小结
第4章 长板-短桩工法加固软土地基路堤效果初探
    4.1 概述
    4.2 塑料排水板和粉喷桩在PLAXIS3D软件中的模拟实现
    4.3 数值模型的构建
        4.3.1 几何模型
        4.3.2 材料模型和参数
        4.3.3 网格划分
        4.3.4 边界条件和施工工序
    4.4 长板-短桩复合地基空间变形、空间渗流的特征
        4.4.1 沉降分布规律
        4.4.2 超孔隙水压分布规律
    4.5 不同加固方式处治效果、规律对比
        4.5.1 沉降规律
        4.5.2 地基侧向位移
        4.5.3 超孔隙水压力
        4.5.4 路堤稳定安全性
        4.5.5 桩土应力比
    4.6 长板-短桩复合地基的特点
    4.7 本章小结
第5章 长板-短桩复合地基设计参数的影响分析
    5.1 概述
    5.2 桩长对长板-短桩复合地基的影响
        5.2.1 地基沉降
        5.2.2 地基侧向位移
        5.2.3 地基超孔隙水压力
    5.3 桩径对长板-短桩复合地基的影响
        5.3.1 地基沉降
        5.3.2 地基侧向位移
        5.3.3 地基超孔隙水压力
    5.4 桩间距对长板-短桩复合地基的影响
        5.4.1 地表沉降
        5.4.2 地基侧向位移
        5.4.3 地基超孔隙水压力
    5.5 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果



本文编号：3867962