本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種控制湖區(qū)高速公路不均勻沉降的水泥攪拌樁設(shè)計方法，涉及水泥攪拌樁技術(shù)領(lǐng)域，用于控制湖區(qū)高速公路水泥攪拌樁處治的軟土地基的不均勻沉降設(shè)計計算，通過將水泥攪拌樁樁長、樁間距、樁徑作為影響因素，結(jié)合水泥攪拌樁復(fù)合地基等效參數(shù)，作為評價指標(biāo)，并進行混合型正交試驗，并根據(jù)試驗結(jié)果，運用SPSS軟件進行數(shù)據(jù)分析，得到擬合后的非線性回歸方程，實現(xiàn)在保證土層及其他材料不變，同時排除氣候等因素影響的基礎(chǔ)上，對水泥攪拌樁復(fù)合地基進行數(shù)值模擬，獲得相應(yīng)的參數(shù)，然后利用SPSS軟件對這些數(shù)據(jù)分析，分別得到了彈性模量、泊松比、粘聚力以及內(nèi)摩擦角與水泥攪拌樁樁長、樁間距、樁徑之間的非標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)方程。樁徑之間的非標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)方程。樁徑之間的非標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)方程。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種控制湖區(qū)高速公路不均勻沉降的水泥攪拌樁設(shè)計方法
[0001]本專利技術(shù)涉及水泥攪拌樁
，用于控制湖區(qū)高速公路水泥攪拌樁處治的軟土地基的不均勻沉降設(shè)計，具體為一種控制湖區(qū)高速公路不均勻沉降的水泥攪拌樁設(shè)計方法。
技術(shù)介紹
[0002]隨著公鐵路建設(shè)的不斷深入，在軟土地區(qū)開展工程建設(shè)也愈加頻繁，而軟基處理一直是工程項目建設(shè)的難點、重點，目前國內(nèi)按照處理原理公路軟土地基的處理方法主要分為兩種，一種是排水固結(jié)處理法，一種是復(fù)合地基處理法；而目前我們常用的復(fù)合地基處理方法有：CFG樁處理、水泥攪拌樁處理、擠密砂樁處理、預(yù)應(yīng)力管樁處理，在CFG樁處理、水泥攪拌樁處理、擠密砂樁處理和預(yù)應(yīng)力管樁處理的這幾種軟土復(fù)合地基處理方法中，比較常用的是CFG樁法、水泥攪拌樁法、擠密砂樁法，而CFG樁法存在施工質(zhì)量難控制、造價高等缺點，漸漸的也淡出了市場。現(xiàn)有技術(shù)中的水泥攪拌樁設(shè)計，大都采用管樁復(fù)合地基加固、水泥攪拌樁法和擠密樁法；在實際使用的過程中，由于擠密砂樁的處理深度較淺，且處理后工后沉降一般較難達到設(shè)計所需；水泥攪拌樁，且能達到較為理想的處理效果，由于施工質(zhì)量控制、設(shè)計理論計算以及驗收的標(biāo)準(zhǔn)沒有一個良好的規(guī)范，實際設(shè)計、施工難以控制，存在著施工難度大、使用效果差和工作效率低的問題。因此，為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問，我們提供了一種控制湖區(qū)高速公路不均勻沉降的水泥攪拌樁設(shè)計方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
[0003]本專利技術(shù)的目的在于提供一種控制湖區(qū)高速公路不均勻沉降的水泥攪拌樁設(shè)計方法，以解決現(xiàn)有使用效果欠佳的問題。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是：一種控制湖區(qū)高速公路不均勻沉降的水泥攪拌樁設(shè)計方法，所述方法包括以下步驟：
[0005]步驟一：數(shù)據(jù)獲取：獲取水泥樁基及樁基周圍的地基數(shù)據(jù)并進行分析；
[0006]步驟二：實驗?zāi)M：采用雙尺度算法均勻化水泥攪拌樁復(fù)合地基剛度參數(shù)，并采用有限元分析軟件進行樁基數(shù)值試驗?zāi)M得到強度參數(shù)；
[0007]步驟三：數(shù)值模擬：采用有限元分析軟件進行數(shù)值模擬；
[0008]步驟四：數(shù)據(jù)處理，結(jié)合數(shù)據(jù)處理軟件對水泥攪拌樁地基處理并進行相關(guān)分析；
[0009]步驟五：回歸方程：得到擬合后的非線性回歸方程。
[0010]所述數(shù)據(jù)獲取包括獲取湖區(qū)域性軟土，并進行現(xiàn)場調(diào)研及相應(yīng)地質(zhì)資料分析，了解湖區(qū)軟土的成因、軟土地層巖性分布、水文地質(zhì)條件、以及巖土物理力學(xué)參數(shù)。
[0011]所述有限元分析采用有限元三維直剪數(shù)值試驗?zāi)M水泥攪拌樁樁土地基模型試件經(jīng)橫向水平剪切破壞過程，并獲得相應(yīng)尺度下強度參數(shù)。
[0012]所述數(shù)值模擬通過引入計算所得的水泥攪拌樁復(fù)合地基等效參數(shù)，建立相應(yīng)的有
限元數(shù)值模型，并計算所得到的結(jié)果與實際測得的沉降結(jié)果進行比較，驗證所求得的水泥攪拌樁復(fù)合地基等效參數(shù)的準(zhǔn)確性。
[0013]所述實驗?zāi)M包括獲取水泥攪拌樁復(fù)合地基剛度參數(shù)；采用雙尺度算法均勻化水泥攪拌樁復(fù)合地基剛度參數(shù)，并得到相應(yīng)樁長下的剛度參數(shù)。
[0014]所述有限元分析軟件采用ABAQUS有限元分析軟件，所述數(shù)據(jù)處理軟件采用SPSS數(shù)據(jù)處理軟件。
[0015]所述雙尺度算法包括有界隨機變量、光滑算子和對稱正定矩陣。
[0016]所述有界隨機變量包括假設(shè)是一個有界隨機變量，且期望值存在。
[0017]所述且f(x)∈C
∞
(Ω),如果僅僅是則構(gòu)造光滑算子δ：
[0018]滿足當(dāng)δ
→
0。
[0019]所述是對稱正定矩陣，即存在兩個不依賴于ω的正數(shù)c1、c2滿足；
[0020][0021]{η
ih
}為對稱矩陣；
[0022]同時假設(shè)在區(qū)域Ω上，有同尺度水泥攪拌樁復(fù)合地基區(qū)域，即
[0023]最終水泥攪拌樁復(fù)合地基問題等效剛度參數(shù)解存在如下形式的雙尺度展開式：
[0024][0025]x∈Ω,ξ∈Q
s
,
[0026]其中分別為水泥攪拌樁復(fù)合地基彈性模量和泊松比值。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：
[0027]本專利技術(shù)通過將水泥攪拌樁樁長、樁間距、樁徑作為影響因素，結(jié)合水泥攪拌樁復(fù)合地基等效參數(shù)，作為評價指標(biāo)，并進行混合型正交試驗，并根據(jù)試驗結(jié)果，運用SPSS軟件進行數(shù)據(jù)分析，得到擬合后的非線性回歸方程，實現(xiàn)在保證土層及其他材料不變，同時排除氣候等因素影響的基礎(chǔ)上，對水泥攪拌樁復(fù)合地基進行數(shù)值模擬，獲得相應(yīng)的參數(shù)，然后利用SPSS軟件對這些數(shù)據(jù)分析，分別得到了彈性模量、泊松比、粘聚力以及內(nèi)摩擦角與水泥攪拌樁樁長、樁間距、樁徑之間的非線性回歸方程，其中非線性回歸方程R值均在0.95以上，說明方程擬合程度較高，較為準(zhǔn)確的預(yù)測水泥攪拌樁復(fù)合地基彈性模量、泊松比、粘聚力以及內(nèi)摩擦角的值，進而實現(xiàn)提高施工效率和使用效果。
附圖說明
[0028]圖1為本專利技術(shù)的流程框圖；
[0029]圖2為本專利技術(shù)的雙尺度計算方法統(tǒng)計區(qū)域示意圖；
[0030]圖3為本專利技術(shù)的6m樁長彈性模量值及泊松比值變化示意圖；
[0031]圖4為本專利技術(shù)的10m樁長彈性模量值及泊松比值變化示意圖；
[0032]圖5為本專利技術(shù)的14m樁長彈性模量值及泊松比值變化示意圖。
具體實施方式
[0033]下面將結(jié)合本專利技術(shù)實施例中的附圖，對本專利技術(shù)實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術(shù)一部分實施例，而不是全部的實施例。
[0034]如圖1和圖4所示，一種控制湖區(qū)高速公路不均勻沉降的水泥攪拌樁設(shè)計方法，該方法包括以下步驟：
[0035]步驟一：數(shù)據(jù)獲取：獲取水泥樁基及樁基周圍的地基數(shù)據(jù)并進行分析；數(shù)據(jù)獲取包括獲取湖區(qū)域性軟土，并進行現(xiàn)場調(diào)研及相應(yīng)地質(zhì)資料分析，了解湖區(qū)軟土的成因、軟土地層巖性分布、水文地質(zhì)條件、以及巖土物理力學(xué)參數(shù)；
[0036]步驟二：實驗?zāi)M：采用雙尺度算法均勻化水泥攪拌樁復(fù)合地基剛度參數(shù)，實驗?zāi)M包括獲取水泥攪拌樁復(fù)合地基剛度參數(shù)；采用雙尺度算法均勻化水泥攪拌樁復(fù)合地基剛度參數(shù)，并得到相應(yīng)樁長下的剛度參數(shù)，并采用有限元分析軟件進行樁基數(shù)值試驗?zāi)M得到強度參數(shù)；雙尺度算法包括有界隨機變量、光滑算子和對稱正定矩陣；
[0037]其中，有界隨機變量包括假設(shè)是一個有界隨機變量，且期望值存在；
[0038]其中，構(gòu)造光滑算子δ，且f(x)∈C
∞
(Ω),如果僅僅是則構(gòu)造光滑算子δ：
[0039]滿足當(dāng)δ
→
0。
[0040]其中，對稱正定矩陣，是對稱正定矩陣，即存在兩個不依賴于ω的正數(shù)c1、c2滿足；
[0041]和
[0042]{η
ih
}為對稱矩陣；
[0043]同時假設(shè)在區(qū)域Ω上，有同尺度水泥攪拌樁復(fù)合地基區(qū)域，即
[0044]最終水泥攪拌樁復(fù)合地基問題等效剛度參數(shù)解存在如本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種控制湖區(qū)高速公路不均勻沉降的水泥攪拌樁設(shè)計方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：步驟一：數(shù)據(jù)獲取：獲取水泥樁基及樁基周圍的地基數(shù)據(jù)并進行分析；步驟二：實驗?zāi)M：采用雙尺度算法均勻化水泥攪拌樁復(fù)合地基剛度參數(shù)，并采用有限元分析軟件進行樁基數(shù)值試驗?zāi)M得到強度參數(shù)；步驟三：數(shù)值模擬：采用有限元分析軟件進行數(shù)值模擬；步驟四：數(shù)據(jù)處理，結(jié)合數(shù)據(jù)處理軟件對水泥攪拌樁地基處理并進行相關(guān)分析；步驟五：回歸方程：得到擬合后的非線性回歸方程。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種控制湖區(qū)高速公路不均勻沉降的水泥攪拌樁設(shè)計方法，其特征在于：所述數(shù)據(jù)獲取包括獲取湖區(qū)域性軟土，并進行現(xiàn)場調(diào)研及相應(yīng)地質(zhì)資料分析，了解湖區(qū)軟土的成因、軟土地層巖性分布、水文地質(zhì)條件、以及巖土物理力學(xué)參數(shù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種控制湖區(qū)高速公路不均勻沉降的水泥攪拌樁設(shè)計方法，其特征在于：所述有限元分析采用有限元三維直剪數(shù)值試驗?zāi)M水泥攪拌樁樁土地基模型試件經(jīng)橫向水平剪切破壞過程，并獲得相應(yīng)尺度下強度參數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種控制湖區(qū)高速公路不均勻沉降的水泥攪拌樁設(shè)計方法，其特征在于：所述數(shù)值模擬通過引入計算所得的水泥攪拌樁復(fù)合地基等效參數(shù)，建立相應(yīng)的有限元數(shù)值模型，并計算所得到的結(jié)果與實際測得的沉降結(jié)果進行比較，驗證所求得的水泥攪拌樁復(fù)合地基等效參數(shù)的準(zhǔn)確性。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種控制湖區(qū)高速公路不均勻沉降的水泥攪拌樁設(shè)計方法，其特征在于：所述實驗?zāi)M包...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李永超，李樹彬，黃秦，盛文治，于連山，馬國俊，鄒衛(wèi)東，王明，楊奇奇，牛小華，謝登云，
申請(專利權(quán))人：中鐵二十一局集團第六工程有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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