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路堤荷载下土工格栅—夯实水泥土楔形桩复合地基承载机理研究
摘要
土工格栅和夯实水泥土楔形桩作为常见的增强地基技术，已经得到了广泛的应用。本文通过室内试验和数值模拟的手段，研究了路堤荷载下土工格栅和夯实水泥土楔形桩复合地基的承载机理。研究结果表明，土工格栅和夯实水泥土楔形桩的组合能够有效地提高复合地基的承载力和抗沉降性能。并且，土工格栅在土层中的拉伸变形能够有效地分散荷载，提高夯实水泥土楔形桩的承载能力。因此，在实际工程中，可以通过采用土工格栅和夯实水泥土楔形桩的组合形式，来提高复合地基的工程性能。
关键词：土工格栅；夯实水泥土楔形桩；路堤；复合地基；承载机理
Abstract
Ascommonreinforcingtechniques,geogridandcompactedcement-soilwedge-shapedpileshavebeenwidelyused.Inthispaper,thebearingmechanismofthecompositefoundationofgeogridandcompactedcement-soilwedge-shapedpilesunderroadembankmentloadwasstudiedbyindoorexperimentsandnumericalsimulation.Theresultsshowthatthecombinationofgeogridandcompactedcement-soilwedge-shapedpilescaneffectivelyimprovethebearingcapacityandanti-settlementperformanceofthecompositefoundation.Moreover,thetensiledeformationofgeogridinsoillayercaneffectivelydispersetheload,andimprovethebearingcapacityofcompactedcement-soilwedge-shapedpiles.Therefore,inpracticalapplications,thecombinationofgeogridandcompactedcement-soilwedge-shapedpilescanbeusedtoimprovetheengineeringperformanceofcompositefoundations.
Keywords:geogrid;compactedcement-soilwedge-shapedpiles;roadembankment;compositefoundation;bearingmechanism
一、引言
道路工程中路堤是一个非常常见的结构，而路堤坍塌或沉降将给道路的使用带来极大的不便。因此，在路堤建设过程中，需要采取一系列的加固措施，以增强路堤的稳定性和承载能力。目前，土工格栅和夯实水泥土楔形桩是常见的增强地基技术，在实际工程中得到了广泛的应用。然而，土工格栅和夯实水泥土楔形桩复合地基的承载机理还需要进一步研究。
本文通过室内试验和数值模拟的手段，研究了路堤荷载下土工格栅和夯实水泥土楔形桩复合地基的承载机理。主要内容包括：实验参数设计、试验方法、试验结果及分析、数值模拟以及对复合地基承载机理的探讨等。
二、试验参数设计
2.1模型制作
本试验采用的复合地基模型大小为300mm×300mm×500mm，模型底部为18mm厚的玻璃板，上部放置预制路堤荷载，使用土工格栅和夯实水泥土楔形桩来增强地基。
2.2试验参数
本试验主要考虑以下几个试验参数：
1.土工格栅的布置形式和数量对复合地基的承载影响。
2.夯实水泥土楔形桩的数量对复合地基的承载影响。
3.荷载大小对复合地基的承载影响。
三、试验方法
3.1土工格栅和夯实水泥土楔形桩安装
在制作好的试验模型中按照设计要求进行空隙安装，保证复合地基的整体性。主要工作是将土工格栅和夯实水泥土楔形桩分别置于道路路基区和加强区。然后将砂土按要求填充到模型中，并进行充实和压实。
3.2荷载施加
本试验采用万能试验机进行荷载施加。利用万能试验机的专业传感器记录试件荷载的变化情况。施加荷载之后，主要记录模型的沉降变化和荷载变化。
四、试验结果及分析
4.1土工格栅和夯实水泥土楔形桩的单独作用
本试验中，首先测试了单独的土工格栅和夯实水泥土楔形桩的承载性能。试验结果表明，土工格栅能够在土层中形成水平张应力，有效地增加土层之间的摩擦力，提高了土层的承载能力；夯实水泥土楔形桩能够在土层中形成垂直于地面平面的垂直应力，增加了土层垂直于地面平面方向的承载能力。
4.2土工格栅和夯实水泥土楔形桩组合的承载性能
组合试验结果表明