杭甬铁路客运专线深厚软土区段管桩筏基孔压特性分析

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在深厚软土地区打桩施工时,桩周土体中瞬间产生较高的超孔隙水压力,给工程带来严重的影响。同时,超孔隙水压力的产生及消散对研究桩基承载力和土体再固结也有重要意义。本文以杭甬铁路客运专线上虞北站管桩筏基加固路基下深厚软土地基的实测资料为基础,采用经典理论分析、现场试验、数值模拟相结合的研究方法对施工各阶段深厚软土地基中超孔隙水压力的空间分布、影响范围、消散规律等开展研究。主要工作和结论如下:(1)在对国内外相关研究成果进行分析总结的基础上,确定了本文研究的技术路线;结合工程现场地质条件和设计方案,选取了典型区段和典型断面,制定了试验方案。(2)通过对3个测试断面打桩过程中的孔隙水压力监测,分析了超孔隙水压力在径向和深度方向的变化规律及影响范围;通过对连续打桩、分区打桩、跳打3种不同打桩顺序下实测超孔隙水压力的对比分析,得出了合理的打桩方式。研究结果对信息化指导施工起到了重要作用,可供类似地质条件下管桩的施工组织借鉴。(3)综合比较了几种常用的基于圆孔扩张理论的超孔隙水压力计算理论,分析了其计算原理、计算方法、优缺点和适用范围,提出了一种改进的计算方法。通过改进算法所得超孔隙水压力与实测值的对比,验证了该方法适用于研究连续打桩施工对超孔压的影响。(4)打桩结束后,对填筑期、预压期、基床表层填筑、轨道板施工等施工阶段长达约23个月的监测,得到了从打桩结束到铺轨前超孔隙水压力随时间的变化规律,为进一步的理论研究和机理探讨提供了重要的第一手实测资料和经验。(5)采用有限元分析软件建立试验断面的数值分析模型,分析打桩过程中超孔隙水压力沿深度和径向的变化规律、打桩结束后超孔隙水压力的消散规律。分析了沉桩过程中影响超孔隙水压力的多种影响因素,得出大变形分析、土体的黏聚力、内摩擦角及剪胀角对超孔隙水压力的影响程度较大,而弹性模量、泊松比及摩擦系数的影响程度较小。
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