1、盡管樁網(wǎng)復(fù)合地基已在高速鐵路建設(shè)中大量應(yīng)用，但其理論研究遠遠落后于工程實踐。根據(jù)現(xiàn)有設(shè)計規(guī)范沉降計算理論，在中等壓縮性土地基上修建高速鐵路其計算沉降通常不滿足設(shè)計要求，因此在我國武廣、鄭西、京津、京滬等無砟軌道客運專線建設(shè)中均采用了大量的CFG樁和鋼筋混凝土樁網(wǎng)結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土樁板結(jié)構(gòu)等地基加固措施。鑒于現(xiàn)有中等壓縮性土地基加固處理技術(shù)尚不成熟，短樁樁網(wǎng)復(fù)合地基的相關(guān)研究成果較少，導(dǎo)致高速鐵路路基工后沉降控制和施工規(guī)劃仍存在很多不確定因

2、素。
　　本文針對短樁樁網(wǎng)復(fù)合地基路基荷載傳遞規(guī)律及地基沉降機理研究中存在的核心問題，主要依托柳州—南寧客運專線樁網(wǎng)復(fù)合地基工況，以理論分析和解析計算為基礎(chǔ)，通過各種室內(nèi)試驗、離心機模型試驗、原位測試、數(shù)值模擬以及現(xiàn)場長期監(jiān)測等手段，掌握了中等壓縮性土的物理力學(xué)特性，并結(jié)合路堤樁土應(yīng)力和地基變形的長期監(jiān)測試驗，全面深入的分析了地基沉降特性和附加應(yīng)力傳遞規(guī)律，建立了路堤樁土荷載分擔和地基側(cè)向變形的解析計算模型，優(yōu)化了變形參數(shù)的選取，

3、提出了適用于中等壓縮性土地基的沉降計算方法和預(yù)測方法，為國內(nèi)同類型地基沉降控制和加固處理提供借鑒。
　　在文獻調(diào)研的基礎(chǔ)上，開展了中等壓縮性土地區(qū)原位測試以及原狀樣物理力學(xué)特性試驗，掌握了地基基本物性（壓縮特性、固結(jié)特性、強度特性、脹縮特性、微結(jié)構(gòu)特征）和力學(xué)參數(shù)（強度參數(shù)、變形參數(shù)）。為了耦合中等壓縮性土在K0固結(jié)狀態(tài)下變形響應(yīng)的協(xié)調(diào)性，開展了高圍壓K0固結(jié)及一維固結(jié)試驗，分析了K0固結(jié)狀態(tài)下壓縮模量及壓縮指數(shù)的響應(yīng)特征，建立了

4、響應(yīng)特征參數(shù)間的關(guān)系，研究了壓縮模量及K0的發(fā)展規(guī)律，探討了經(jīng)驗公式用于預(yù)測K0的適用性。為了考察測量方法對中等壓縮性土變形參數(shù)取值的影響，利用配置局部位移傳感器（軸向和徑向）的三軸測試系統(tǒng)，進行了多組固結(jié)排水、固結(jié)不排水三軸剪切試驗，分析了測量方法對應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系、抗剪強度指標值的影響，研究了小應(yīng)變范圍泊松比、剛度的變化特征。
　　依托現(xiàn)場柳南客運專線建設(shè)，開展了樁網(wǎng)復(fù)合地基現(xiàn)場長期監(jiān)測試驗，并選取短樁離心模型試驗作為輔助測試手

5、段，獲取了樁土豎向沉降、側(cè)向位移、樁土應(yīng)力分擔、孔壓消散、格柵應(yīng)變以及附加應(yīng)力分布等特性，檢驗和評價了短樁樁網(wǎng)加固中等壓縮性土地基效果，研究了復(fù)合地基樁土荷載傳遞機理和沉降變形特性。現(xiàn)場實測發(fā)現(xiàn)，路堤施工期間由于產(chǎn)生樁土差異沉降，使得土拱效應(yīng)和拉膜效應(yīng)形成并發(fā)展，大部分上覆荷載由樁體承擔;樁體荷載分擔比隨著路堤填高的增大而分段增大，其分段臨界填高對應(yīng)6倍樁間距;樁體荷載分擔比隨著面積置換率和樁長的增加而增大，因此減小樁間距能夠有效控制地

6、基沉降;樁體底端以下2m左右下臥層孔隙水壓明顯增長，證實了樁體可以將大幅上覆路堤荷載傳遞至下臥層，從而使樁長范圍樁間土附加應(yīng)力降低;地基反力系數(shù)隨著沉降的增加而減小，加固工點的地基反力系數(shù)低于未加固工點;路堤填筑完成后，地基反力系數(shù)k可以達到0.69～1.57 KN/m3，它隨著面積置換率的增大而減小。
　　根據(jù)現(xiàn)場荷載傳遞監(jiān)測結(jié)果，分析了正三角形布樁土拱效應(yīng)、拉膜效應(yīng)以及地基反力作用對荷載傳遞的影響?；贖ewlett&Rand

7、olph(1988)正方形布樁土拱模型，針對中等壓縮性土地基修建粗粒土路堤工況，通過引入塑性狀態(tài)系數(shù)α、樁間土應(yīng)力分布系數(shù)β等參數(shù)，對正三角形布樁的土拱拱頂和拱腳的塑性狀態(tài)進行判斷，建立了滿足樁土單元體豎向荷載平衡的解析方程，實現(xiàn)了編程求解土拱荷載分擔問題;假設(shè)格柵上下豎向應(yīng)力均勻分布(β)，首次引入地基反力作用，通過與上部土拱效應(yīng)相耦合，建立了加筋墊層格柵局部單元體受力平衡方程，數(shù)值求解了格柵拉力大小。分析了各設(shè)計參數(shù)對樁體荷載分擔比

8、的影響，并參照實測結(jié)果討論了國內(nèi)外已有樁土荷載計算模型對于中等壓縮性土地基的適用性。
　　基于點荷載Boussinesq側(cè)向位移解，推導(dǎo)了路堤荷載下泊松比小于0.5時地基側(cè)向位移解析解。根據(jù)現(xiàn)場實測側(cè)向位移并聯(lián)合側(cè)向位移解，提出了反算樁網(wǎng)復(fù)合地基樁土應(yīng)力比的方法。為了證實此方法的可行性，選取了由4處監(jiān)測工點組成的全比例路堤模型試驗段作為對照試驗?，F(xiàn)場地基變形分析發(fā)現(xiàn)，CFG樁加固能夠有效減小地基沉降和側(cè)向變形，側(cè)向變形可以作為評估

9、樁網(wǎng)復(fù)合地基外部穩(wěn)定性的重要指標。通過與現(xiàn)場實測值進行比較和匹配，在解析解基礎(chǔ)上反算確定了等效彈性模量，對各種方法等效彈性模量對樁土應(yīng)力比的影響進行了評估。最后反算樁土應(yīng)力比與現(xiàn)場實測值進行對比，有效地驗證和評價了本文提出方法的可靠性。此外，通過考慮現(xiàn)場側(cè)向變形的應(yīng)變水平，并與室內(nèi)土體三軸試驗的剛度—應(yīng)變曲線相匹配，可以較好地解決解析計算中等效彈性模量的取值問題。
　　探討了樁網(wǎng)復(fù)合地基沉降計算方法對于中等壓縮性土沉降計算的適用性