路堤荷载下水泥土搅拌桩复合地基失稳机理及其稳定性分析
2018-08-21聂文峰邱邵富
水利与建筑工程学报 2018年4期
关键词:有限元
聂文峰,邱邵富,张 蕊,陈 琼
(中铁二院昆明勘察设计研究院有限责任公司, 云南 昆明 650200)
目前,水泥土搅拌桩复合地基已广泛应用于高速公路软弱路基加固[1-3]。但在高填方路堤荷载作用下,针对路堤整体稳定性及其桩体失稳破坏模式的研究仍严重滞后于工程实践[4-6]。我国规范中使用的路堤稳定分析方法为极限平衡法,即根据桩体抗剪强度和桩体置换率计算复合地基的复合抗剪强度进而分析各种桩体复合地基上的路堤稳定[7-8]。但事实上,对路堤荷载作用下的水泥土搅拌桩而言,其可能发生桩体剪切破坏、弯曲破坏、受压破坏以及桩周土体绕流等[9-12],如Kitazume M等[13]借助离心机缩尺试验指出路堤荷载下水泥土搅拌桩并非仅仅发生剪切失稳破坏,而是表现为弯曲破坏。宋苗苗[14]通过离心机试验研究了路堤荷载下素混凝土桩的破坏模式,发现路堤复合地基破坏模式较为复杂多样,包括桩体上刺破坏、坡角局部剪切破坏、路基整体剪切破坏以及倾斜挠曲破坏等。显然,确定路堤下加固桩的破坏模式是衡量路堤稳定性的关键。但是目前的传统极限平衡法不能反映路堤下桩体的真实破坏模式,进而难以准确评估路堤的稳定性。
为此,本文以某高速公路水泥土搅拌桩复合地基支撑路堤为研究对象,基于有限元强度折减法探讨了路堤荷载作用下不同位置桩体的受荷机制,籍此研究水泥土搅拌桩的失稳破坏机制及可能的失稳破坏模式。……
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