1、公路工程中大面積不均勻軟弱地基處理是一個比較棘手的問題,而復(fù)合地基技術(shù)被證明是一種有效方法,隨著復(fù)合地基技術(shù)的發(fā)展,工程中應(yīng)用的復(fù)合地基類型越來越新穎,但其設(shè)計計算理論遠滯后于工程應(yīng)用,特別是在承載機理上,故對路堤下復(fù)合地基進行研究,具有重要的理論和實際意義。為此,本文通過理論和數(shù)值模擬,對復(fù)合地基的承載力、沉降、土拱效應(yīng)、褥墊層設(shè)計等進行了研究,主要研究工作和成果如下:
　　 (1)由于路堤為柔性基礎(chǔ),不能簡單套用由剛性基礎(chǔ)建

2、立起來的地基承載力公式,本文首先把滑移線法與極限分析上限法相結(jié)合,推導(dǎo)出一種新的傾斜荷載下地基極限承載力計算公式。針對路堤下水平加筋復(fù)合地基,路堤側(cè)向土壓力、重力以及水平加筋體的拉力對地基成傾斜荷載,本文通過確定可能滑動寬度范圍,用優(yōu)化方法搜索出地基最危險滑動面,應(yīng)用推導(dǎo)的承載力公式計算出路堤的極限高度值。通過工程實例分析,驗證了本文推導(dǎo)公式的可靠性,從而為路堤下水平加筋復(fù)合地基極限承載力提供了一個新的計算方法。
　　 (2)針

3、對路堤下水平加筋與散體材料樁復(fù)合地基的極限承載力計算問題,本文首先分析了水平加筋體、路堤和地基之間的相互作用,得到了三者的作用力關(guān)系以及速度關(guān)系;然后研究了散體材料樁對地基承載力的影響,得到了考慮樁體置換率、地基土固結(jié)度影響的復(fù)合地基土體強度參數(shù)的計算公式;推導(dǎo)出水平加筋與散體材料樁復(fù)合地基極限承載力公式;并根據(jù)承載力公式計算路堤極限填土高度。工程實例分析表明,本文計算結(jié)果符合實測情況,結(jié)果較為理想。同時,基于工程實例詳細分析了筋材發(fā)揮

4、系數(shù)、固結(jié)度等因素對地基極限承載力的影響,進一步認識了路堤下水平加筋與散體材料樁復(fù)合地基的承載機理。
　　 (3)首先討論路堤下水平加筋與剛性樁復(fù)合地基的破壞模式,然后基于極限分析理論和被動樁遮攔理論,分別推導(dǎo)出考慮樁體遮攔效應(yīng)的樁間土極限承載力公式,以及考慮地基土滑移影響的剛性樁極限承載力公式,最后根據(jù)復(fù)合地基樁土共同受力得到復(fù)合地基的總極限承載力。算例分析說明,本文方法比規(guī)范法更符合剛性樁復(fù)合地基的實際承載機理。
　　

5、 (4)針對帶褥摯層樁體復(fù)合地基在荷載作用下樁會向褥墊層刺入,并且在樁側(cè)上部產(chǎn)生負摩阻力的特點,考慮復(fù)合地基中樁、土間相對滑移和相互作用,引入Boussinesq解和Mindlin解改進基樁彈塑性分析法,提出了樁體復(fù)合地基沉降計算彈塑性分析法;并把樁體復(fù)合地基沉降計算推廣到群樁情況,得到了群樁均勻受力與不均勻受力兩種情況下沉降計算公式。通過試驗對比分析,證明了本文方法的可靠性,且分析得到了樁體復(fù)合地基樁體、樁間土受力和變形的相關(guān)規(guī)律。

6、
　　 (5)根據(jù)極限分析下限法對褥墊層的極限承載力進行了研究,分別推導(dǎo)出了二維厚墊層、二維薄墊層以及三維圓形基礎(chǔ)下薄墊層的極限承載力計算公式。并根據(jù)幾何關(guān)系推導(dǎo)出厚墊層的有效最大厚度計算公式。然后,分析了墊層內(nèi)摩擦角、墊層有效最大厚度、摯層樁土應(yīng)力比的之間的關(guān)系,得到了墊層承載機理的內(nèi)在規(guī)律。最后,本文基于承載力與沉降兩方面考慮,提出了新的墊層設(shè)計方法,此方法比原先僅從破壞模式角度,或從墊層彈性變形角度考慮更加全面。
　

7、　 (6)考慮路堤下雙向增強體復(fù)合地基中,由于樁體與樁間土變形不協(xié)調(diào),導(dǎo)致路堤填土內(nèi)部垂直變形有差異,并產(chǎn)生土拱效應(yīng)的特點。采用馬斯頓土壓力理論分析模型,引入剪切位移法分析填土、土工合成材料的應(yīng)力和變形規(guī)律,分別推導(dǎo)出了土工格室+樁體復(fù)合地基和多層土工格柵(或土工布)+樁體復(fù)合地基的樁土應(yīng)力比、樁土沉降差計算公式。最后通過算例分析驗證了計算公式的可靠性,同時系統(tǒng)討論了路堤填料力學(xué)性質(zhì)(c,φ)、樁身半徑、樁間距、土工合成材料的抗拉強度