汇报PHC管桩软土复合地基设计理论.pptx

9月份论文进展汇报月份论文进展汇报汇报人 牛永前2014.9.15主要内容1.课题背景课题背景2.主要研究内容主要研究内容 2.1 PHC管桩软土复合地基承载力问题管桩软土复合地基承载力问题 2.2 高路堤下高路堤下PHC管桩软土复合地基稳定性问题管桩软土复合地基稳定性问题 2.3 高填方路堤（柔性基础）高填方路堤（柔性基础）PHC管桩稳定性的新问题管桩稳定性的新问题 2.4 软土地基上高填方路堤的探讨软土地基上高填方路堤的探讨3.Abaqus数值模拟的学习数值模拟的学习1.课题背景课题背景高填方路堤n 为什么要使用高填方路堤为什么要使用高填方路堤？包茂高速K22+180断面采用40m高填方路堤，主要是从土方处理，环境友好方面出发。n 高填方路堤带来的问题高填方路堤带来的问题l不均匀沉降较普通路基大l高填方路堤高边坡易失稳滑坡l高填方路堤侧向水平位移过大高路堤下软土地基n天然含水量大n压缩性高n承载能力低 n软土地基侧向位移产生上部路堤沉降软土地基处理软土地基处理PHC管桩复管桩复合地基合地基l建筑工程中常用的刚性基础（刚性基础）l公路地基处理中开始广泛采用（柔性基础）l与软土地基组成刚性竖向增强体复合地基lPHC管桩可按照粘结材料刚性桩复合地基考虑软土地基处理软土地基处理PHC管桩复管桩复合地基合地基n复合地基分类方法复合地基竖向增强体复合地基水平增强体复合地基粘结材料桩散体材料桩柔性桩复合地基刚性桩复合地基2.主要研究内容主要研究内容2.1 PHC管桩软土复合地基承管桩软土复合地基承载力载力n软土复合地基承载力确定桩体的承载能力确定桩间土承载力 根据一定的原则叠加PHC管桩竖向极限承载力取值 虽然在复合地基理论上分类为粘结体材料，但由于其强度刚度大，本质上应按摩擦桩计算其竖向极限承载力2.1 PHC管桩软土复合地基承管桩软土复合地基承载力载力软土地基极限基承载力确定1.荷载试验l浅层平面板试验(PLT)l深层平面板试验l螺旋板荷载试验(SPLT)2.1 PHC管桩软土复合地基承管桩软土复合地基承载力载力2.1 PHC管桩软土复合地基承管桩软土复合地基承载力载力2.理论计算l斯开普顿（Skempton)地基承载力公式（饱和软土地基）地基承载力不足产生地基滑动破坏，近似于土体不固结不排水条件下受剪破坏。（规范参见公路桥涵与地基基础设计规范3.3.5-1）2.1 PHC管桩软土复合地基承管桩软土复合地基承载力载力l汉森（Hansen)地基承载力公式2.1 PHC管桩软土复合地基承管桩软土复合地基承载力载力影响桩间土极限承载力的因素2.1 PHC管桩软土复合地基承管桩软土复合地基承载力载力n基础刚度对软土复合地基承载力影响刚性基础实验柔性基础实验吴慧明博士（宁波大学）实验结论刚性基础复合地基l桩土沉降一致l桩首先承受较大荷载，达到极限状态l随后土达到极限状态l复合地基中桩的极限承载力比自由单桩大l土的极限承载力比原状土大2.1 PHC管桩软土复合地基承管桩软土复合地基承载力载力柔性基础l柔性基础桩和土的变形相对自由发展l正常情况下土先承受较大荷载，然后达到极限状态l桩的承载力发挥程度较小l土的极限承载力比原状土地基大2.1 PHC管桩软土复合地基承管桩软土复合地基承载力载力2.2 高路堤下高路堤下PHC管桩软土复管桩软土复合地基稳定性合地基稳定性（a）刺入破坏（b）鼓胀破坏（c）桩体剪切破坏（d）滑动剪切破坏2.2 高路堤下高路堤下PHC管桩软土复管桩软土复合地基稳定性合地基稳定性现有的稳定性分析法圆弧分析法图示 圆弧分析法2.2 高路堤下高路堤下PHC管桩软土复管桩软土复合地基稳定性合地基稳定性传统设计研究方式：失稳破坏是达到了复合地基土体抗剪强度极限2.2 高路堤下高路堤下PHC管桩软土复管桩软土复合地基稳定性合地基稳定性思考40m高路堤下高路堤下PHC管桩软土复合地基稳定性管桩软土复合地基稳定性是否适合上述的稳定性研究和设计方法呢？是否适合上述的稳定性研究和设计方法呢？lPHC管桩属于刚度很大的复合地基竖向增强体l40m高填方的荷载较10m左右的高路堤有很大区别2.3高填方路堤（柔性基础）高填方路堤（柔性基础）PHC管桩稳定性的新问题管桩稳定性的新问题高路堤高强度高刚度管桩实际破坏形式2.3高填方路堤（柔性基础）高填方路堤（柔性基础）PHC管桩稳定性的新问题管桩稳定性的新问题天津大学郑刚教授采用离心机试验，数值模拟发现高路堤下桩的破坏形式：l弯曲破坏l桩体倾斜l桩体侧移l桩体剪切破坏l桩体受压破坏l桩周土体绕流刚性桩加固地基数值模拟计算模型示意图2.3高填方路堤（柔性基础）高填方路堤（柔性基础）PHC管桩稳定性的新问题管桩稳定性的新问题数值模拟模型建立方法将三维问题等效为二维平面应变问题，并将桩体等效为沿路堤纵向的等效连续墙体，分别按抗剪强度等效和抗弯强度等效。墙体等效方式示意图2.3高填方路堤（柔性基础）高填方路堤（柔性基础）PHC管桩稳定性的新问题管桩稳定性的新问题郑刚按照桩的等效连续墙体的方法路堤稳定性数值模拟结果2.3高填方路堤（柔性基础）高填方路堤（柔性基础）PHC管桩稳定性的新问题管桩稳定性的新问题按照桩的不同位置区别分析按照桩的不同位置区别分析PHC管桩受力形式管桩受力形式2.4软土地基上高填方路堤的探软土地基上高填方路堤的探讨讨40m高填方路堤属于罕见工况，已有的路堤设计当中没有太多可供参考的。图示 竣工期土石坝水平位移云图abaqus在岩土工程中的应用，与K22+180断面有较好的相关性2.4软土地基上高填方路堤的探软土地基上高填方路堤的探讨讨2.4软土地基上高填方路堤的探软土地基上高填方路堤的探讨讨3.Abaqus数值模拟的学习数值模拟的学习1.步骤练习：简单桁架结构3.Abaqus数值模拟的学习数值模拟的学习2.太沙基一维固结模拟（job显示错误）3.Abaqus数值模拟的学习数值模拟的学习3.Abaqus数值模拟的学习数值模拟的学习模拟土石坝需要通过自定义材料子程序UMAT添加邓肯双曲线模型，高路堤呢？3 按照土石坝的方式模拟高路堤汇报完毕汇报完毕