刚性基础与柔性基础下复合地基模型试验对比研究_吴慧明

CMP与CFG组合型桩复合地基载荷作用特性研究李龙起;罗书学;陈麟;冯君;朱明;张宽;薛建成;吴昊【摘要】On account of the main feature of deep-soft soil region, it is an innovation on adopting cement mixing piles and CFG piles of different stiffness and length to deal with the ground treatment. Based on the Harbin-Dalian passenger dedicated railway, this paper have conduct parameter inversion in combination with the Hardening-Soil constitutive model, while site test and numerical analysis have been adopted to study the loading character of this kind of composite foundation. The result shows that CFG piles undertake most load of the superstructure, while cement mixing piles take the task of improving the characters of plastic-like flow soil and keeping the integrity of the system. Moreover, the cement mixing piles improve the CFG capacity by weakening the negative friction and the total capacity of composite foundation has been enhanced in turn.%针对深厚软土层工程特性较差的特点,使用刚度、长度各异的水泥搅拌桩(CMP)与CFG组合型桩进行地基处理是一种新的尝试.以哈大客运专线某工点地基处理为依托,采用Hardening-Soil本构模型对地层参数进行了反演分析和计算,结合现场试验和数值模拟等手段对这种新型组合型桩复合地基荷载传递特性进行了研究.研究表明,CFG桩是承受上部荷载的主体,CMP起到改善流塑状土体特性、保证基础完整性的作用；通过CMP的设置,CFG桩桩侧的负摩阻力弱化,从而提高了复合地基的整体承载能力.【期刊名称】《水文地质工程地质》【年(卷),期】2012(039)006【总页数】5页(P82-86)【关键词】CMP;CFG桩;组合型桩复合地基;载荷作用【作者】李龙起;罗书学;陈麟;冯君;朱明;张宽;薛建成;吴昊【作者单位】西南交通大学土木工程学院,成都610031;西南交通大学土木工程学院,成都610031;中铁五局集团公司,贵阳550003;西南交通大学土木工程学院,成都610031;西南交通大学土木工程学院,成都610031;西南交通大学土木工程学院,成都610031;西南交通大学土木工程学院,成都610031;西南交通大学土木工程学院,成都610031【正文语种】中文【中图分类】U213.1+4;TU473.1在深厚软土层分布地区修筑高速铁路路基工程，往往会遇到土体含水量大、承载力低的问题，常需要采用地基处理方法改善其承载特性。

刚性与柔性边界下砂离散元三轴试验力学特性对比分析陈爱平;刘凯文;邱睿哲;熊志鹏;蔡志清【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2024(68)1【摘要】为更好地从细观角度探究砂的变形破坏规律,对比不同围压加载方式下离散元三轴试验模型的有效性。

采用颗粒流软件(PFC),考虑刚性和柔性两种围压加载方式,对不同密实度的HST95砂土试样建立离散元三轴试验,并结合相关室内三轴试验结果,讨论两种围压加载方式下砂土试样的力学特性、变形特性和剪切破坏过程。

研究结果表明:柔性围压加载条件下模拟效果更好,且对于相对密实度越大的试样,柔性围压加载方式优于刚性围压加载方式:与室内试验结果相比,柔性围压加载下的应力应变结果误差均在10%以内,刚性围压加载结果误差在7%~53%范围内;30%密实度与70%密实度试样在刚性围压加载下,20%轴向应变时体积应变分别约为室内试验结果的0.6倍和1.1倍,且大剪切应变下试样体积缩小与实际不符。

柔性围压加载下两种密实度试样的体积应变误差在1%以内;柔性围压加载下的试样可以更好地还原侧向鼓胀变形下的剪切破坏特征,并揭示剪切带的形成发展过程。

【总页数】7页(P58-64)【作者】陈爱平;刘凯文;邱睿哲;熊志鹏;蔡志清【作者单位】成都工业职业技术学院轨道交通学院;西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室;西南交通大学土木工程学院;贵阳中天岩土工程有限公司【正文语种】中文【中图分类】U213.1;TU43【相关文献】1.可燃冰沉积物宏细观力学特性真三轴试验离散元模拟2.橡胶纤维-砂混合料力学特性的离散元三轴试验研究3.基于三轴试验与离散元模拟的路基土力学特性研究4.柔性边界三轴压缩条件下胶结型水合物沉积物力学特性的离散元模拟5.基于三维柔性薄膜边界的土石混合体大型三轴试验颗粒离散元模拟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

柔性基础复合地基力学性状的有限元分析
朱云升;胡幼常;丘作中;舒鄂南
【期刊名称】《岩土力学》
【年(卷),期】2003(24)3
【摘要】通过有限元分析方法,考虑复合地基中各种材料的非线性特性,对柔性基础下复合地基的力学性状作了初步的数值模拟分析,找出了柔性基础复合地基桩土间的荷载分担、荷载沿深度变化和传递、桩土间相互作用、变形特性等力学性状的一些基本规律。

【总页数】6页(P395-400)
【关键词】柔性基础;复合地基;有限元法;荷载传递;变形
【作者】朱云升;胡幼常;丘作中;舒鄂南
【作者单位】同济大学交通学院;武汉理工大学交通学院;湖北省京珠高速公路建设指挥部
【正文语种】中文
【中图分类】TU470.3
【相关文献】
1.刚性桩、柔性桩复合地基力学性状三维有限元分析 [J], 段永辉;肖昭然;张昭
2.刚性桩、柔性桩复合地基力学性状三维有限元分析 [J], 段永辉;肖昭然;张昭;
3.路堤荷载下带帽桩-网复合地基力学性状有限元分析 [J], 高胜利;魏宏;刘天福
4.柔性基础下刚性桩复合地基的力学性状研究 [J], 王跃伟;刘红岩
5.柔性基础下水泥土桩复合地基力学性状研究 [J], 陈甦
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FAST岩土工程模型实验简介王馨语;郭明;赵硕【摘要】FAST台址区广泛分布大量岩堆,厚度大、稳定性差,如何解决台址开挖过程中岩堆的稳定性,是关系到FAST安全稳定运营和台址开挖投资控制的关键.在岩堆现场调查的基础上,通过岩土工程模型试验,探索验证洼地岩堆的特有性质,并对不同支挡方式在该种条件下的稳定性和工作性能进行实验和分析,为FAST台址区岩堆的治理设计提供依据.【期刊名称】《地下水》【年(卷),期】2012(000)002【总页数】3页(P142-143,165)【关键词】FAST;岩堆;验证;模型实验【作者】王馨语;郭明;赵硕【作者单位】贵州大学资源与环境工程学院,贵阳550003;贵州大学资源与环境工程学院,贵阳550003;贵州大学资源与环境工程学院,贵阳550003【正文语种】中文【中图分类】P642500m口径大射电望远镜(简称FAST)是采用我国科学家独创的设计和我国贵州南部的喀斯特洼地的独特地形条件进行建设，是全球最大口径的望远镜。

台址位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县克度镇金科村大窝凼，为典型的喀斯特洼地，有洼地岩堆独特的地貌特征。

在FAST台址岩土工程分析研究中用“类谷仓效应”来表征洼地岩堆的工程特性。

用“自锁效应”来评述洼地保证岩堆开挖稳定性的支护原则。

本文通过相似形试验来实现FAST台址洼地岩堆的模拟，以进行FAST台址岩堆岩土工程分析。

1 实验原理根据相似理论，用适当的比例(1:1000)和相似材料制成与原型几何相似的实验对象，在模型上施加相似力系(或称比例荷载)，使模型受力后重演原型结构的实际工作，最后按照相似理论由模型实验结果推算实际结构的工作。

本实验的设计正好能够满足几何相似、力学相似和材料相似的要求，即相当于真实结构的一种缩影。

该模型实验中，用塑料帆布和瓦楞纸来模拟洼地基岩界面。

由于洼地岩堆分为两层，在此实验中，用一定量的方解石来模拟上一层的松散岩堆，下部一层用体积比例为15:4:3的方解石、标准砂和石膏混合来模拟密实岩堆。

考虑桩体损伤的柔性基础下刚性桩复合地基中桩体受力及破坏特征分析俞建霖;王传伟;谢逸敏;张甲林;龚晓南【摘要】为了模拟桩体局部损伤或破坏后的应力迁移,采用混凝土损伤模型实体单元,利用 ABAQUS 软件建立柔性基础下刚性桩复合地基三维分析模型,研究路堤填筑及后期加载过程中刚性桩复合地基中桩体的受力状态及破坏特征.研究结果表明:损伤模型能较好的模拟混凝土桩体受损后桩身刚度降低、内力重分布的过程;而线弹性桩体模型所得桩身弯矩偏大,桩身位移偏小;桩体所能承受的极限弯矩与其在复合地基中的位置有关,且与纯弯状态下的桩体极限弯矩有较大差异;路肩以外桩体破坏模式主要表现为拉弯和压弯破坏;路堤中心下方的桩体以承受竖向压力为主,桩体先破坏的可能性不大,其破坏往往是由于路堤边坡失稳后诱发产生的;复合地基中刚性桩发生受剪破坏的可能性不大.%To simulate the stress migration in local damage and cracking of piles, ABAQUS software was used to establish a 3-D analytical model of composite foundation improved by rigid piles with concrete damage plasticity model. Stress and failure mechanism of piles were studied in the process of embankment reclamation and loading. The results show that concrete damage model has good performances in predicting the reduction of pill stiffness and redistribution of internal forces; the linear elastic model yielded higher moment and lower displacement; Unlike ultimate moment under pure bending, the maximum moment in pile depends on its location with respect to the embankment; When the embankment is approaching failure, piles outside the shoulder tend to subject to stretch-bending or compression-bending failure whilepiles close to the embankment center mainly bear vertical pressure; pile failure could hardly occur in the first place as it is usually caused by failure of embankment slope; Shear failure unlikely occur in rigid piles.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(048)009【总页数】9页(P2432-2440)【关键词】柔性基础;刚性桩复合地基;桩体损伤;受力特征;破坏模式【作者】俞建霖;王传伟;谢逸敏;张甲林;龚晓南【作者单位】浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心,浙江杭州,310058;浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室,浙江杭州,310058;浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心,浙江杭州,310058;浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室,浙江杭州,310058;浙江中浩应用工程技术研究院有限公司,浙江杭州,310000;浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心,浙江杭州,310058;浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室,浙江杭州,310058;浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心,浙江杭州,310058;浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室,浙江杭州,310058【正文语种】中文【中图分类】TU47随着高速公路和高速铁路的快速发展，以CFG桩、素混凝土桩和预制管桩为代表的刚性桩复合地基技术被逐步采用[1−2]。

ｒｅａｃｔｉｏｎ．
Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ ｏｆ ｔｗｏ ｍｅｔｈｏｄｓ，ａｕｔｈｏｒ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｓｅｖｅｎ ａｃｔｕａｌ ｐｒｏｊｅｃｔｓ ｉｎ ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ｗｉｎｌ ｄｉｆｆｅｒ ｒｅｇｉｏｎ，ｄｉｆｆｅｒ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｂｏｔｔｏｍ，ｄｅｔａｉｌｅｄｌｙ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｌ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｏｊｅｃｔｓ，ｔｈｅ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｐｒｉｍａｒｙ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ＣＦＧ ｐｉｌｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｄｅｓｉｇｎ， ｔｈｅｎ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｔｈｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｏｆ ＣＦＧ ｐｉｌｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｍ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｗｏ ｍｅｔｈｏｄｓ．Ａｌｓｏ ｍａｄｅ ｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ａｃｔｕａｌ ｐｒｏｊｅｃｔｓ，ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｔｈｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ，ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｈｅｍ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｗｏ ｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ，ｉｔ Ｃａｎ ｂｅ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ａｃｑｕｉｒｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍｏｄｕｌｕｓ ｉｎｖｅｒｓｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｈａｖｅ ａ ｇｒｅａｔ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄａｔｅ ｔｈａｔ ｐｒａｃｔｉｃａｌｌｙ ｍｅａｓｕｒｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ａｃｑｕｉｒｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｔａｔｉｃ ｔｅｓｔ ｈａｖｅ ａ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ ｓｃａｌｉｎｇ ｒｅｌａｔｉｏｎ 谢ｍ ｔｈｅ ｄａｔｅ ｔｈａｔ ｐｒａｃｔｉｃａｌｌｙ ｍｅａｓｕｒｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｃｏｎｓｉｄｅｒ ｔｈａｔ ｔｈｅ

知识堂问答—基础设计问：JC软件中弹性地基梁板菜单与桩筏筏板有限元计算有差别是何原因？日期：2011/6/14 答：采用梁元法分析梁筏基础，先用等效交叉梁系替代带肋筏板，然后对等效交叉梁系按弹性地基梁方法求解内力，肋梁的内力取交叉梁系的内力，肋间板的内力按四边固支板通过查表法、边界元法、或有限元法计算。

这种方法是一种设计中常用的梁板结构力学模型简化方法，这种处理对于梁板结构中梁的刚度相对比较大（板厚与肋高比小于0.5时）是合适的，但当板厚与肋高比大于0.5时，特别是板厚与肋高接近时，按四边固支的板计算模式会造成板的配筋过多。

一般来说这种方法计算简单，得到的梁、板的配筋偏于安全。

采用板元法分析梁筏基础，未对结构模型做任何简化，用8节点等参元或三角形6节点中厚板单元（可考虑板的剪切变形）模拟筏板，肋梁采用与筏板相同的形函数以保证边界的协调。

一般来说单元划分的越细，计算结果越逼近精确解。

由于两种计算方法的差别，它们的计算结果不会完全相同，但内力变化趋势会是一致的。

如果计算结果有很大的差异，则可以通过检查以下几方面因素来调整，基本参数设置是否一致，基床反力系数是否相同，混凝土弹性模量折减系数是否相同（梁元默认取0.7，而板元默认不折减）等。

一般来说对于梁筏结构两种计算方法都可使用，当板厚与肋梁高度比大于0.5或柱网不规则时，优先采用板元法。

问：当平板式筏基的顶板作为上部结构的嵌固端时，程序如何考虑底层框架柱下端内力地震作用组合及相应的增大系数。

日期：2011/6/14答：《地基规范》（送审稿）第8.4.17 条规定:对抗震设防要求的结构，当平板式筏基的顶板作为上部结构的嵌固端、计算柱下板带截面组合弯矩设计值时，底层框架柱下端内力应考虑地震作用组合及相应的增大系数。

当平板式筏基的顶板作为上部结构的嵌固端时，一定要注意规范此条的执行，否则基础设计会存在不安全因素。

JCCAD程序读取SATWE、PMSAP计算的内力标准值，关于规范此条需要用户根据工程的抗震等级自己在【荷载参数】中自己选取，如图1。

加 ，桩 土应 力 比也 增 大 。站 场 复合地 基 中￣ ［ Ｉ Ｐ ＨＣ 管桩 的桩 土应 力 比远 大 于Ｃ Ｆ Ｇ 桩 的桩 土应 力 比 。 由于预 压 土作 用 ， 管桩 筏板 加 垫层 的 基础 形式 可 以承 担更 大 的荷 载 ，产生 应 力集 中。路 堤和 预压土 填筑 结束 时 （ １ ０ ３ ｄ），桩 土应 力比
通讯地址 ：新疆鸟鲁木齐市高新 隧高新街２ ｌ 号盈科广场Ａ 座ｉ 碳
（ ８ ３ ０ ０ １ １ ）０ 收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ ＇ ０ ８ － １ ２
２ ０ １ ３ － ９ Ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｃ 。 ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｉ ７ ９ ３
列 车 的始发 与 终到 站 ，主 要承 担 北 京 方 向、上 海 方 向高速
列 车 的 始发 终 到作 业和 南 北 、北 东 方 向高速 旅 客列 车 的通 过 作 业 。 车 站 为 横 列 式 布 置 ，共 设 有 到 发 线 １ ５条 ，侧 式 站 台１座 ，岛式 站 台７座 。铺 设 无砟 道岔 ２ Ｏ组 ，其 它道岔
３． ５ｍ 。
石桩 ）为主 的复合 地 基 的 孔 隙水压 力消 散 规 律 、桩 土 荷 载
分担 规律进 行研 究 。
正线 无碴 轨 道板 基础 按 １： １ 放坡 ，在地面 范 围 内采用
１ 工 程概 况
济南 西 客站 位于 济 南市 槐 荫 区张 庄 飞机场 西 侧 、京 福 高速 公 路 以东 、北 环 线 以南 、济 兖 公路 以北 范 围 ，为高 速
本 次现 场试 验 主要 是 对高 速铁 路 济南 西客 站 多线 铁 路 站场 在 大面 积 堆载 情 况下 ，路堤 填 土过 程 中及 预压 期 内 ，

Foundation Engineering基础工程教案课程归属：交通学院教学课时：28学时适用专业：土木工程教案作者：程国勇基础工程教案(No. 01）课题：绪论、线性弹性地基模型、非线性弹性地基模型、地基的柔度矩阵和刚度矩阵一、教学目的使学生了解该学科的发展历程、现状与发展方向，说明本课程的学习方法。

掌握三种线性弹性地基模型及邓肯—张非线性弹性模型，并了解它们的柔度矩阵。

二、教学内容分析重点：三种线性弹性地基模型及邓肯—张非线性弹性模型。

难点:邓肯—张非线性弹性模型的柔度矩阵。

三、教学方法设计讲授：三种线性弹性地基模型及邓肯—张非线性弹性模型及它们的柔度矩阵。

讨论：何谓地基模型。

研究：三种线性弹性地基模型及邓肯-张非线性弹性模型的柔度矩阵.四、教学过程1.讲解文克勒地基模型.（15min)2.讲解弹性半空间地基模型。

(15min)3.讲解分层地基模型.（10min）4.讲解非线性弹性地基模型。

(20min）5.讲解地基的柔度矩阵和刚度矩阵的概念.（10min)6.讲解三种线性弹性地基模型及邓肯—张非线性弹性模型的柔度矩阵。

(20min）五、课外作业及思考题思考题：最常用、最简单的线弹性地基模型有哪几种?基础工程教案（No。

02）基础工程教案（No. 02）课题：地基模型概述、地基模型参数的确定、地基模型的选择一、教学目的使学生了解不同的地基模型，了解合理的选择地基模型对基础设计的重要性。

掌握地基模型参数的确定方法，掌握地基模型的选择原则。

二、教学内容分析重点：地基模型参数的确定，地基模型的选择原则。

难点：握地基模型参数的确定方法。

三、教学方法设计讲授：地基模型参数的确定，地基模型的选择原则。

讨论：非线性弹性地基模型的参数及其确定方法。

研究：几种曲线的线性变换及参数确定法.四、教学过程1. 概述选择地基模型对基础设计的重要性(10min）2. 讲解文克勒地基模型中基床系数k的确定。

(15min）3.讲解几种曲线的线性变换及参数确定法（双曲线、指数曲线）。

樊振字 ： 盾 构 施 工对 已建 城 市道 路 隧道 的 影响
９ ５
盾 构 施 工 对 已建 城 市 道 路 隧 道 的 影 响
樊振宇
（ 上海市政工程设计研究总院（ 集 团） 有限公司 ， 上海 ２ ０ ０ ０ ９ ２ ）
【 摘 要】 首先介绍了规划 ６ 号线与已建彩虹地道的相对关系， 其次介绍了地道的结构设计情况和技术措
等， 造 成 地 下水 渗 漏 。 因 此 地 道 结 构 设 计 中需 采 取 措
拔除， 这样 既保证 了基 坑施工 的安 全 ， 也 为盾 构 隧道 的后期推进预 留了空间 。 为减小盾构施工对 箱涵地 道 的影地道结构的安全 。 因此 ， 在彩虹地道设 计 时应考 虑后期 施工对 地道
构底板底约 ２～ ３ ｍ。 盾构在推 进过 程 中会 对周 围的土 体造 成 不定 量 的超 挖 和扰动 ， 引起 地层 损失 ， 使 隧道轴 线 附近 的地
彩虹地道为地下两 层结构 ， 基坑 开挖深 度 １ ４ ． ３ ｍ，
基 坑宽度 １ ６ ． ５ ｍ。围护结构选用 ￣ ８ ５ ０ Ｓ Ｎｗ 工法 桩 ＋ ６ ０ ０ ａ ｒ ｍ厚短地墙 ， 其 中工 法桩 插入 深 度 为 １ ２ ｍ， 地 墙 插入深度 为 ２ ｍ， 基坑开 挖时工 法桩 满足稳 定性要 求 ，
大， 桩的上端刺人变形明显 。 （ ３ ） 基 础刚度对加筋 垫层 中土工格栅 应力分 布
究［ Ｊ ］ ． 岩土力学 ， ２ ０ ０ ５ ， ２ ６ （ ２ ） ．
［ ６］ 吕文志 ， 俞建 霖 ， 龚 晓南 ．柔性 基础 下复合 地基 试验 研究 综 ［ Ｊ ］ ． 公路交通科技 ， ２ ０ １ ０， ２ ７ （ １ ） ．
（ １ ） 随 着基础 刚度 减 小 ， 桩 承加筋 土复 合地 基 沉 降及 不均匀 沉 降增大 、 桩 承担 的竖 向荷 载减小 、 土 工格栅应力增大 。且刚度较小时 ， 影响较 明显 。

计 和施 工质 量提 出 了很 高 的要 求． 于 全段 软 土 对
及 可 压缩性 粘性 土 ， 据 不 同 土层 的厚 度及 其 物 根 理力 学 指标 、 面 及基 底 横坡 ， 地 和线 路 所处 位 置 ， 按 照无 渣轨 道 的变形控 制 条件 ， 对 全段 １ ． ０ 共 ４ ２７ ｋ 的软弱 地 基 进 行 处 理 设 计 ， 计 的 地 基 处 理 ｍ 设 措 施 中包括 Ｃ Ｇ 桩复 合地基 ． Ｆ
ｔｏ ｎ ｌ ｓｓ ｏ ｏ ｔ ｇ ｏ ｎ ｅ ｎ ｏ ｃ ｄ ｂ ｏ ｕ ｎ ｒ ｉｎ ａ ａｙ ｉ ｆ ｓ ｆ ｒ ｕ ｄ ｒｉｆ ｒｅ ｙ ｃ ｌｍ ａ
ｇ Ｅ
＼
１１、 ． ＝ … ＯＰ ． ＼ｌ ＼ ＝Ｆ … Ｉ ＝＝ Ｍａ Ｓ ， ’ Ｌ ＼ ＼ ●●． ｒ ／ 一 一 ／ 一 ．／
形 的各 种 因素 进 行 数 值 模 拟 分 析 ． 析 结 果 表 明 ， 身 弹性 模 量 小 于 ３Ｇ ａ ， 身 弹 性 模 量 对 复 分 桩 Ｐ 时 桩 合地基沉降影响较大 ， 桩身 弹性 模 量 达 到 ３Ｇ ａ ， 身 弹性 模 量 对 复 合 地 基 沉 降影 响 显 著 减 小 ， Ｐ 后 桩 当桩 身 弹性 模 量 达 到 ５Ｇ ａ后 ， 合 地 基 沉 降 基 本 不 受 桩 身 弹 性 模 量 影 响 ； 基 垫 层 弹 性 模 量 小 Ｐ 复 路 于 ５ ａ ， ０ＭＰ 时 随着 垫层 弹性 模 量 的增 大 ， 降 量 急 剧 减 少 ， 层 弹 性 模 量 达 到 ５ ａ后 ， 层 弹 沉 垫 ０ＭＰ 垫 性 模 量 基 本 不 对 复 合 地 基 的沉 降 产 生 影 响 ； 卧土 层 压 缩 模 量 对 复 合 地 基 的沉 降 影 响 比较 大 ． 下

率先 进入 极 限 状 态 ， 桩 的承 载 力 较 难 得 到 发 挥 。 而 试验 成果 可知 ， 刚性 基 础 下 复 合 地基 中桩 的极 限 承 载力 比 自由承 载力 大 ， 性 基 础 下 复 合地 基 中土 的 刚
极 限承载 力和 柔性基 础 下复合 地基 中土的极 限承 载 力均 比原 状土 地基 的极 限承 载力要 大 。 由图 １和图 ２比较 可知 刚性基 础 下复合 地 基极 限承 载 力大 于 柔
承受 较大 荷载 ， 并首 先进 人极 限状 态 ， 随后土 进入 极
限状 态 。柔 性 基 础 下 桩 和 土 的 变 形 可 相 对 自由 发 展， 正常条 件下 土首 先承 受较 大荷 载 ， 随荷 载增 加 并
和柔 性基 础下 复合 地基 试验 ， 体见 图 １和 图 ２ 具 。 试验 表 明 ：刚性 基 础 下 复 合 地 基 静 载 荷 试 验 中， 桩首 先进 入极 限状 态 ， 而土 尚未 进 入 极 限状 态 ， 土体 强 度发挥 度小 于 １ ０ ． 。与刚性 基础 下复 合地 基
层 ， 中等 压缩性 土 。层顶 埋 深 ７ １ １ ． 层 厚 属 ． ～ ０ ０ｍ，
２． ４～ ６ ４ ｍ 。 ．
２ ２ 方 案 设 计 ．
经 过方 案对 比拟采 用 Ｃ Ｇ 桩复合 地基 ， 计要 Ｆ 设
求 见表 ２ 。
表 ２ 各 楼座 处 理 后 承 载 力 特 征 值 及 允 许 最 大 沉 降 值
由上分 析 可知 ， 刚性 基础下 复合 地基 中 ， 桩和 土 的承 载力都 能得 到 较 好 的 发挥 ， 刚性 基 础 下 桩 和 土
１ 影 响 复 合 地 基 变 形 的 因素
１ １ 基础 刚 度影 响 ． 吴慧 明博 士在 宁波 大学 校 园 内进 行 了刚性 基础

１ 模 型 建 立
１ １ 模型 尺寸 ．
本 文针对 刚性桩 复合地 基单 桩模型 试验进 行
模拟 分析 ， 以研 究刚性 桩复 合地基 的变 形特性 ， 具
体模 型 尺寸 如 图 １所示 。 由于模 型 具有 对 称 性 ， 因此取 其 右半 结 构进 行 分 析 ， 用 直径 ３ ２ｍｍ、 采 ．
性桩 复合地基 中桩体刺入量及地基 的水 平位移 、 向位 移等变形 特性进 行 了分析 。分析 结果表 明 ： 桩顶处 竖 在 １４椭圆形的 区域 内褥垫层颗粒的沉 降明显小于其 他区域 内颗 粒 的沉 降 ； ／ 水平 位移 主要 集 中在基 础下的三 角
形区域 内， 褥垫层颗粒在发生水平位移时受到了桩体 的剪切作用 ； 桩体在影响褥垫层颗粒竖 向位移方面 主要起
垫层 时 的不 足 － 。 ｏ
因此 ， 文 将 采 用 离 散 元 法 （ Ｅ 软 件 本 Ｄ Ｍ） Ｐ Ｃ Ｄ模 拟刚性 桩复 合地 基 单 桩模 型 试 验 ， Ｆ２ 以研
究其变 形特 性 。
图 １ 单桩模型试验示意图／ ｍｍ
１ ２ 材料 参数 ． Ｐ Ｃ Ｄ的模 拟 中 ， 料 的参 数 主 要通 过 反 演 Ｆ２ 材
董友扣， 郑俊杰， 潘玉涛
（ 中科技 大学 华 土木工程与力学学 院， 湖北 武汉 ４０７ ） ３０ ４
摘
要： 采用离散元法 （ Ｅ 软件 Ｐ Ｃ Ｄ模拟了刚性 桩复合地基单桩模 型试 验 ， 免了之前 广泛采用 的有限 Ｄ Ｍ） Ｆ２ 避
元法 （ Ｅ 、 限差分法 （ Ｄ 等连续体法在 模拟 刚性 桩复合地基 褥垫层 时 的不 足 ， Ｆ Ｍ） 有 Ｆ Ｍ） 并基 于离散元模 型对刚
参 考 文 献

（2）弹性半空间地基模型受力特点和适用范围 如前所述，弹性半空间地基模型总是假定 地基土是均质的、各向同性的弹性半无限体。 其应力计算所使用的地基土弹性模量是定值， 不随土体性状变化而变化。因此这种方法计算 出来的压力泡是连续的。
（3）倒楼盖模型的选择 当地基比较均匀，上部结构刚度比较好， 梁板式筏基梁的高跨比或平板式筏板的厚跨比 不小于1/6，且柱荷载及柱间距的变化不超过 20%时，筏板基础可仅考虑局部弯曲的影响， 按倒楼盖模型计算。
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2014/6/16
2、什么叫完全刚性基础 完全刚性基础是指当上部结构刚度足够大 时，可以假定基础为绝对刚性。迫使地基均匀 沉降。地基反力分布p（x，y）呈现为两边大 、中间小，如图4-3所示。 由于土中塑性区的开展，反力将发生重分 布。由于边缘反力大，所以塑性区最先发生在 边缘。随着塑性区的出现，边缘反力将减小， 并向中部转移，形成马鞍形分布，如图4-3中 虚线所示。
（b）按基础平均沉降Sm反算 用分层总和法按土的压缩性指标计算若干点沉 降后取平均值Sm，得 k=p/ Sm 式中p为基底平均附加压力，这个方法对把沉降 计算结果控制在合理范围内是非常重要的。用 这种方法计算的k值不需要修正，JCCAD在“桩 筏筏板有限元计算”中使用的就是这种方法。 （c）、经验值法 JCCAD说明书附录二中建议的K值
3、广义文克尔模型 为了弥补文克尔地基模型中忽略剪切变形的缺 点，利夫金在文克尔地基模型的基础上，引入基础 底面几何尺寸效应的因素，以描述基础范围以外的 土体对基础刚度和接触压力分布性质的影响。利夫 金提出的计算方法通常包含三个参数，即K、α和β ，在给定α的情况下，通过调整β的大小，可以使地 基反力成倒抛物线方式分布。甚至于在某些特定的 情况下，α和β取特定的值，其计算结果可以等价或 接近于文克尔模型、双参数模型或弹性地基半空间 模型的计算结果。因此，人们将利夫金提出的计算 方法称之为广义文克尔地基模型或三参数模型【1】 。

分别放 置 在 离 中心 １ｍ 处 。 为 了满 足 强 度 和 变 形 要 求， 千斤顶 下 部必须 设 置 主梁 。经 过计 算 ， 承压 板设 计
如图 １ 示 ， 所 承压 板底 板 采用 ３ｃ ｍ厚 ， 梁采 用 ０ ６ｍ 主 ．
了多个 大型刚． 柔性 桩 复合地 基 载荷 试 验 ， 其试 验成 果
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铁 ２Ｏ Ｏ６年第 ５ 期
道
建
筑
６ ７
Ｒ ｉ ｙ Ｅ ｇｎ ｅｉ ｇ ａｌ ｎ ｉ ｅ ｒ ｗａ ｎ
文章 编 号 ：０３１９（０６０ ０７０ １０．９５２０ ） 验探讨
朱 奎 吴冬 虎 邵 少锋 周鹏 飞 ， ， ，
为 了减少 变形 ， 采用 ２ 千斤顶 进 行加 载 ， 个 千斤 顶
过 大 量试验 ， 已形成 了一定成 果 。但对 于 刚． 性 桩 复 柔
合地基 静 荷载 试 验 ， 停 留在 探 索 阶 段 仍 。作 者 为 了研究 刚． 柔性 桩 复合地 基受 力性 状 ， 温 州地 区 开展 在
静荷 载试验 加 载反力 装 置一般 有 锚桩 横 梁反 力装 置、 压重平 台反 力装 置 以及锚 桩压 重 联合 反力 装置 ， 根 据 现场条 件采 用压 重平 台反 力装 置 。类似 于 承压 板强
千斤顶和压力传感器在测量前进行校准 。两个千
斤顶 型 号 、 规格 均相 同且 并联 同步 工作 ， 以避 免 复合地
荷 栽试验 有所 不 同 ， 它仍 处 于不 断完善 的阶段 。文章 结合 工程 实践 经验 分析 了刚． 性桩 复合 地基 静荷 柔 栽 试验 的相 关 问题 。 出 了一 些静荷 栽 试验 中的 有效 技 术措 施 和 注意 事项 ， 工程 技 术人 员进 行 刚． 提 给 柔 性桩 复合地 基静 荷 载试验提 供 有 益的参 考 。

价 值．
关键 词 ：复合地 基 ； 碎石 垫层 ； 破坏模 式 ； 颗粒 流 ； 数 字照相
中图分类 号 ： Ｔ Ｕ ４ ７ ３ 文献标 志码 ： Ａ 文 章编 号 ：１ ０ ０ １— ０ ５ ０ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ６ ２ ９ ＿ ０ ５
Ｅｘ ｐｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ａ ｎｄ ｎ ｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｃ ｕ ｓ ｈ ｉ ｏ ｎ ｆ ａ ｉ ｌ ｕｒ ｅ ｍｏ ｄ ｅ
（ 东 南 大 学 土 木 工 程 学 院 ， 南京 ２ １ ０ ０ ９ ６ ） （ 中交 公 路 规 划 设 计 院有 限公 司 ， 北京 １ ０ ０ ０ ８ ８ ）
摘要 ： 为了研 究复合地基中不 同厚度碎石垫层的破坏机理 ， 在室内模型试验 中， 利用数字图像 无 标 点量 测技 术 ， 研 究 了复合地 基碎 石 垫层 的变形 场 与 变形模 式 ， 得 到 了碎 石 垫层 的 变形 范 围、 滑
第４ ３卷 第 ３期
２ ０ １ ３年 ５月
东 南 大 学 学 报 （自然科 学版 ）
Ｊ ＯＵ Ｒ ＮＡ Ｌ Ｏ Ｆ Ｓ Ｏ ＵＴ Ｈ Ｅ ＡＳ Ｔ ＵＮ Ｉ Ｖ Ｅ Ｒ Ｓ Ｉ Ｔ Ｙ（ Ｎ ａ ｍｒ ￣Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
Ｖｏ １ ． ４ ３ Ｎｏ． ３
ｉ ｎ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｚ ｈ ｕ Ｘ ｉ ａ ｏ ｊ ｕ ｎ Ｚ ｈ ａ ｏ Ｘ ｕ ｅ ｌ ｉ ａ ｎ ｇ Ｇｏ ｎ ｇ Ｗｅ ｉ ｍｉ ｎ ｇ Ｘｕ Ｇ ｕ ｏ ｐ ｉ ｎ ｇ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｎａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ ９ ６ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）