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土工格栅在CFG桩的应用与有限元分析

发布于:2016-03-02 19:23
有限元分析

      CFG桩即水泥粉煤灰碎石桩,由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺适量水泥加水拌和,是20世纪90年代初出现的一种地基处理新技术。CFG桩适用范围较广,就土性而言,CFG桩可用于处理黏性土、粉土、砂土、人工填土和淤泥质土等地基。既适用于挤密效果好的土,又适用于挤密效果差的土,具有沉降变形小、沉降稳定快等特点。用桩处理的地基,具有可使地基承载力大幅度提高并具有很大可调性的优点,CFG桩和桩间土一起,通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同工作。其中,垫层可采用碎石垫层土工格栅或钢筋混凝土板碎石垫层的形式。研究主要通过建立有限元分析模型与现场实测分析,研究垫层内加铺土工格栅情况下 CFG桩、桩间土和土工格栅的受力变形状况,进而分析土工格栅对改善地基沉降、CFG桩和桩间土的受力变形所起的作用。
本现场试验段为某铁路正线路基,试验段地形平坦,地势开阔,试验点土层情况见表。
      合工程结构特点,分别布设了液位沉降计、柔性传感器进行桩顶、桩间土沉降差和土工格栅应力应变监测。
柔性传感器测试土工格栅的受力和变形情况。碎石垫层中上层单向受力土工格栅沿线路纵向铺设,下层沿线路横向铺设。上、下层土工格栅应变分别如图。
      根据图可以看出,柔性传感器位移实测值多为负值,其绝对值均不大。实测最大的拉应变为5,换算的土工格栅拉力,而双向土工格栅,设计抗拉强度大于 5。表明土工格栅受拉的作用还远远没有充分发挥出来,其原因有:桩土之间沉降差不够大,不足以使土工格栅有足够的拉伸变形而产生拉力;受土工格栅初始安装状态所影响,若初始安装时,土工格栅整体或局部呈上凸状态,当在上部填方荷载作用下沉降不大时,将使土工格栅出现压缩变形。
      本研究采用岩土工程、地下工程有限元分析AppCFG进行桩的数值模拟和仿真研究工作,建立如图所示的有限元模型。在有限元模型中选取计算节点如图所示,坡脚处、路肩处和路基中心处的桩顶沉降量和桩间土沉降量计算结果见表。由表可知,有限元模型计算的桩顶、桩间土沉降量以及桩顶和桩间土的沉降差与现场实测数据基本吻合。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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