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[硕士]路堤荷载下刚性桩复合地基沉降特性研究_pdf路堤荷载下刚性桩复合地基沉降特性研究
摘要
理论研究和测试结果表明柔性基础下复合地基与刚性基础下复合地基存在
很大的不同。前者由于基础的刚度较小，桩顶存在上刺变形。桩顶的上刺变形使
得在地表以下一定深度范围内存在桩侧负摩阻力区域，从而桩身轴向应力最大处
不再出现在桩顶，而是出现在地面以下桩侧摩阻力为零处。
本文利用数值方法，开展了柔性基础下刚性桩复合地基的工作形状研究。考
虑了基础的高度、半径和模量，垫层、土体和桩体的模量，置换率以及桩长等因
素的影响并根据这些因素对桩顶刺入变形尸的影响定义了基础相对刚度。通
过基础相对刚度与桩顶刺入变形的关系，可以将基础区分为刚性、半柔性和
柔性基础。
在分析单桩复合地基性状的基础上，进一步采用数值方法分析了路堤荷载下
刚性桩复合地基的沉降特性，得到了路堤高度、宽度和模量以及置换率等因素对
复合地基沉降特性的影响规律。
关键词路堤荷载柔性基础复合地基桩侧负摩阻力桩端刺入变形有限
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第一章 绪论 路堤荷载下刚性桩复合地基沉降特性研究
第一章 绪论
随着我国地基处理理论与实践的不断发展，复合地基技术在建筑、交通、水
利等部门中都得到了广泛的应用，取得了良好的社会和经济效益。在建筑工程中，
复合地基承担的上部荷载通常通过钢筋混凝土刚性基础传递，我们称之为刚性基
础下复合地基而在路堤和堤坝等工程中，复合地基承担的荷载是由刚度小得多
的路堤或堤坝传递的，为简便起见，我们相应地称之为柔性基础下复合地基。
刚性基础下 柔性基础下
图 刚性与柔性基础下复合地基垫层顶部沉降比较
刚性基础下复合地基沉降理论
早期复合地基多用于建筑工程，无论是条形基础还筏板基础都有较大的刚
度，连同上部结构可视为刚性基础。刚性基础下复合地基，桩体和桩间土的沉降
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量是相等的。早期关于复合地基承载力和变形计算理论的研究都是针对刚性基础
下复合地基的。一些计算方法和参数都是基于对刚性基础下复合地基性状的研究
得出的。
随着高等级公路建设中复合地基技术的应用，人们将刚性基础下复合地基承
载力和沉降计算方法应用到填土路堤下复合地基承载力和沉降计算。工程实践表
明，计算值与实测值相差较大，而且是偏不安全的，这一现象已引起人们的重视。
现行刚性基础下复合地基沉降变形理论，是基于桩土变形一致的刚性基础下
的复合地基建立的，通常把复合地基沉降量分为二部分 见图，复合地基加
固区的厚度为，加固区的压缩量记为地基下卧层厚度为 ，下卧层的
第一章 绪论 路堤荷载下刚性桩复合地基沉 降特性研究
压缩量记为。故在荷载作用下复合地基的总沉降可表示为二部分之和。至今
提出的复合地基沉降实用计算方法中，对下卧层压缩量大都采用分层总和法计
算，而对加固区范围内的土层压缩量则针对复合地基的特点主要采用复合模量
法、应力修正法和桩身压缩量法。
荷载
图 复合地基沉降示意图
复合模量法
将复合地基加固区中增强体和土体视为