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不同置换率复合地基力学性状附加荷载影响规律离心试验研究
摘要
本文通过离心试验研究不同置换率下的复合地基力学性状及附加荷载对其的影响规律。试验选用不同置换率的粉土和粘性土作为模拟地基，采用土工格栅增强技术对其进行加固后设置荷载试验，得出了不同复合地基的受力变形曲线，分析了不同置换率及附加荷载条件下复合地基的力学性状。结果表明，当置换率较大时，复合地基的抗压强度和变形模量均有所提高，但随着置换率的继续增大，增强效应逐渐趋于饱和，且附加荷载对复合地基的力学性状有较大影响。文章对于理解复合地基力学性状及其影响因素具有一定的参考价值。
关键词：复合地基；置换率；附加荷载；离心试验；力学性状
Abstract
Thispaperinvestigatesthemechanicalpropertiesofcompositefoundationunderdifferentreplacementratesandtheinfluenceofadditionalloadsthroughcentrifugaltests.Differentreplacementratesofsiltyclayandstickysoilwerechosenassimulationfoundations.Afterreinforcementbygeogrids,loadtestsweresetuptoobtainthestress-straincurvesofdifferentcompositefoundationsandanalyzetheirmechanicalpropertiesunderdifferentreplacementratesandadditionalloadconditions.Theresultsshowthatwhenthereplacementrateishigh,thecompressivestrengthanddeformationmodulusofthecompositefoundationareimproved,butasthereplacementratecontinuestoincrease,theenhancementeffectgraduallyapproachessaturation,andtheadditionalloadhasasignificantimpactonthemechanicalpropertiesofthecompositefoundation.Thispaperprovidesvaluablereferencesforunderstandingthemechanicalpropertiesofthecompositefoundationanditsinfluencingfactors.
Keywords:compositefoundation;replacementrate;additionalload;centrifugaltest;mechanicalproperties
1.引言
随着城市化进程的加快，土地资源日益减少，建筑场地的选择受到了很大限制。研究复合地基可以为城市建设提供一种经济有效的基础改良方式，有着广阔的应用前景。本文旨在通过离心试验研究不同置换率下的复合地基力学性状及附加荷载的影响规律，为复合地基的设计和工程实践提供科学依据。
2.试验材料和方法
2.1试验材料
试验选用两种不同的土壤作为模拟地基，其中一种为粉土，另一种为粘性土。其物理和力学性质如表1所示。
2.2试验方法
采用离心试验模拟不同的地下真实应力情况，加速地基在实际施工条件下可能遇到的荷载情况。在模拟建筑物自重作用下，设置了不同的附加荷载，采用土工格栅增强技术对地基进行加固，得到了不同置换率下的复合地基试样。试验样品的直径为60mm，高度为180mm，进样比为1：1。试验条件如表2所示。
3.试验结果与分析
3.1不同置换率复合地基受力变形特性
在相同的荷载条件下，不同土种和置换率的复合地基的应力-应变曲线如图1所示。从图中可以看出，不同置换率下的复合地基的应力-应变关系具有明显的差异。
当置换率较小时，曲线的斜率较小，荷载变形较大。随着置换率的增大，曲线的斜率逐渐增大，强度和刚度逐渐提高。这是因为随着置换效应的增大，在限定的试验条件下，复合地基的单轴抗压强度和剪切强度逐渐提高。当置换率继续增大时，这种提高的趋势逐渐减缓，并最终趋于饱和。
3.2附加荷载的影响
在相同的置换率下，附加荷载对复合地基的变形特性和强度有着明显的影响。图2为不同荷载下的应力-应变曲线。可以发现，荷载增加导致的变形增加是正比于荷载的，曲线斜率大于未加荷载情况。
同时，荷载对于复合地基的强度也有着明显的影响。随着荷载的增加，复合地基的抗压强度和剪切强度均