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路堤荷载下带帽CFG桩复合地基承载性状研究
摘要：
随着交通建设的快速发展，桥梁和路堤等基础建设成为了高速公路建设的重要组成部分。而由于地基条件较差，造成了桥梁和路堤的沉降、破坏等问题。本文对带帽CFG桩复合地基承载性状进行了研究，利用有限元分析方法进行了数值计算，分析表明在不同荷载下，复合地基的变形量和应力分布随着深度的增加而减小，荷载分布在CFG桩周围的土壤体积较少，表明CFG桩能够有效抵抗路堤荷载的沉降，并且对复合地基的承载能力有显著的提高。
关键词：带帽CFG桩；复合地基；有限元分析；荷载。
Abstract：
Withtherapiddevelopmentoftransportationconstruction,foundationconstructionsuchasbridgesandroadembankmentshasbecomeanimportantpartofhighwayconstruction.Duetopoorfoundationconditions,problemssuchassettlementanddamageofbridgesandroadembankmentsarecaused.Inthispaper,thebearingcharacteristicsofcompositefoundationwithcapCFGpilewerestudied,andnumericalcalculationswerecarriedoutbyusingfiniteelementanalysismethod.Theanalysisshowsthatunderdifferentloads,thedeformationamountandstressdistributionofcompositefoundationdecreasewiththeincreaseofdepth.ThevolumeofsoilaroundCFGpileunderloadissmall,whichindicatesthatCFGpilecaneffectivelyresistthesettlementofroadembankmentload,andhasasignificantimprovementonthebearingcapacityofcompositefoundation.
Keywords:CapCFGPile;CompositeFoundation;FiniteElementAnalysis;Load.
正文：
1.引言
随着交通建设的快速发展，桥梁和路堤等基础建设成为了高速公路建设的重要组成部分。而由于地基条件较差，造成了桥梁和路堤的沉降、破坏等问题，直接影响着公路的安全和运营。因此，对于基础建设的研究和改进显得尤为必要。
带帽CFG桩复合地基是一种新型的基础结构形式，其承载能力较大，且能够有效地抵抗路堤荷载的沉降。在工程实际中，带帽CFG桩复合地基已经得到了广泛的应用，并取得了显著的经济和社会效益。但是，对于其承载特性和变形性能的研究还比较少。本文主要围绕带帽CFG桩复合地基在路堤荷载下的承载性状进行研究，通过有限元分析方法对其进行数值计算，为复合地基的实际工程应用提供参考。
2.带帽CFG桩复合地基的基本原理
带帽CFG桩复合地基由水泥砂浆浆、刚性带帽、和细密城厢石灰土三部分构成。在带帽CFG桩中，水泥砂浆为桩芯，刚性带帽为加强压缩层，细密城厢石灰土则为主要的注浆材料[1]。
由于石灰土流动性能不好，不能直接灌注到深层土体中，因此需要采用刚性带帽将石灰土层固定在其上方。因为石灰土层比水泥砂浆芯管的体积大，形成一个大小不一的圆形“附加体积”，从而加强了CTL的强度和刚度，提高了带帽CFG桩的承载能力。
带帽CFG桩复合地基的基本载荷机制是在桩芯加固软土，同时将荷载传递至底盘和较深的深度处，使其通过石灰土层和下层土体。在路堤荷载作用下，石灰土层和下层土体的承载能力和变形性能对复合地基的整体性能具有重要影响。
3.有限元分析方法
有限元分析方法是一种基于数值计算的分析方法，能够模拟和准确计算结构的力学性质和变形性能。在工程实际中，有限元分析方法已被广泛应用于结构设计和安全性评估等方面[2]。在研究带帽CFG桩复合地基的承载性状时，有限元分析方法是一种有效的计算方法。
在有限元分析模型中，采用水平和垂直的荷载作用于路堤表面，并考虑路堤荷载对基础的沉降和变形作用。考虑材料本构关系和弹性模量的影响，对复合地基的承载特性和变形性能进行了数值计算和分析。
4.研究结果与分析
通过有限元分析计算，得到了带帽CFG桩复合地基在不同荷载下的变形量和应力分布情况，结果如图1所示。
（图1带帽CFG桩复合地基荷载作用下的应力分布）
从图1中可以看到，随