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再生混凝土劲性搅拌桩试验与应用技术研究

再生混凝土劲性搅拌桩试验与应用技术研究

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作者: 刘凤利著 , 岳建伟

出版社: 河南科学技术出版社

出版时间: 2015-09

版次: 1

ISBN: 9787534978593

定价: 39.00

装帧: 其他

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 209页

字数: 306千字

分类: 工程技术

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本书从试验分析、数值分析和理论分析三条途径研究了劲性搅拌桩复合地基的特性，提出了较成熟的设计施工方法。劲性搅拌桩复合地基的核心问题有三个：承载力问题、变形问题、桩土共同作用问题。而桩土共同作用问题是统领劲性搅拌桩复合地基技术问题的灵魂，如何保证在荷载作用下通过预制桩芯桩、水泥搅拌桩和桩间土变形协调来保证芯桩、水泥土和桩间土共同承担荷载是检验刚—劲性搅拌桩复合地基技术是否合理的关键。本书对此做了详细介绍。第1章绪论 1

1.1 水泥土的发展概况 1

1.1.1 国外水泥土的发展概况 1

1.1.2 国内水泥土的发展概况 1

1.2 水泥土搅拌桩的发展历史及研究现状 2

1.2.1 水泥土搅拌桩的发展概况 2

1.2.2 水泥土搅拌桩存在的不足 3

1.3 劲芯水泥土搅拌桩的发展概况 3

1.3.1 国外劲芯水泥土搅拌桩的发展概况 3

1.3.2 国内劲芯水泥土搅拌桩的发展概况 3

1.3.3 劲芯水泥土搅拌桩存在的不足 5

1.4 再生混凝土研究概况 5

1.4.1 再生骨料的研究意义 5

1.4.2 再生骨料的研究现状 6

1.4.3 再生混凝土性能的研究现状 8

1.4.4 陶瓷再生混凝土的研究现状 9

1.4.5 再生混凝土应用简况 11

1.5 主要研究内容及技术路线 12

1.5.1 问题的提出 12

1.5.2 主要研究内容 12

第2章黄泛区地质的特点 14

2.1 黄泛区的概述 14

2.2 黄泛区粉土的分类 14

2.3 黄泛区粉土的物质组成特点 15

2.4 黄泛区粉土的物理性质 16

2.5 黄泛区软土基地常见的处理方法 19

第3章陶瓷再生骨料混凝土基本性能的试验研究 22

3.1 试验材料 22

3.1.1 胶凝材料和掺合料 22

3.1.2 细骨料 22

3.1.3 粗骨料 24

3.2 陶瓷再生砂对陶瓷再生骨料混凝土性能的影响 25

3.2.1 对再生陶瓷骨料混凝土拌合物表观密度和坍落度的影响 26

3.2.2 对再生陶瓷骨料混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的影响 26

3.3 水灰比对陶瓷再生骨料混凝土抗压强度的影响 28

3.4 废陶瓷再生混合砂混凝土与普通混凝土性能对比研究 30

3.4.1 试验材料 30

3.4.2 试验详情 30

3.4.3 对再生混凝土拌合物表观密度的影响 31

3.4.4 对再生混凝土拌合物和易性的影响 31

3.4.5 对再生混凝土抗压强度的影响 31

3.4.6 对再生混凝土劈裂抗拉强度的影响 32

3.4.7 对再生混凝土脆性的影响 32

3.5 本章小结 33

第4章劲性搅拌桩的材料特性及强度影响因素 34

4.1 引言 34

4.2 劲性搅拌桩桩身物理力学特性 34

4.2.1 内芯的物理力学性质 35

4.2.2 水泥土外芯的物理力学特性 35

4.3 劲性搅拌桩的综合材料特性 36

4.4 劲性搅拌桩桩身材料强度影响因素 36

4.5 适用范围 38

第5章水泥土室内试验研究 39

5.1 试验材料 39

5.1.1 试验所用土样 39

5.1.2 试验所用水泥 39

5.1.3 试验所用外加剂及其它 39

5.2 试验方案 40

5.2.1 试验方案依据 40

5.2.2 试验方案制定 41

5.3 试块的制备与养护 41

5.3.1 试样的制备 41

5.3.2 试块的养护 43

5.4 试验内容 43

5.5 试验结果 44

5.6 试验结果分析 46

5.6.1 普通水泥土无侧限抗压强度 46

5.6.2 掺粉煤灰水泥土无侧限抗压强度 47

5.6.3 掺砂水泥土无侧限抗压强度 49

5.6.4 掺灰钙水泥土无侧限抗压强度 50

5.6.5 不同养护方式下水泥土无侧限抗压强度 51

5.6.6 水泥土的变形特性 53

5.7 本章小结 57

第6章改性劲性搅拌桩室内试验 58

6.1 概述 58

6.2 模型试验的设计 58

6.3 试验模型的制作 59

6.3.1 水泥土搅拌机模型 59

6.3.2 劲芯模型制作 60

6.3.3 整体模型箱制作 62

6.4 模型试验加载测试装置 63

6.4.1 试验加载装置 63

6.4.2 试验测试装置 65

6.5 试验过程 66

6.5.1 单桩承载力预估 66

6.5.2 试验的加载 67

6.6 试验结果与分析 68

6.7 本章小结 75

第7章劲性搅拌桩的现场试验研究 77

7.1 试验的主要目的和内容 77

7.2 试验场地工程地质概况 77

7.3 室内土工试验统计表 78

7.3.1 各层粉土的粘粒含量统计 78

7.3.2 三轴剪切试验（UU）成果统计 79

7.3.3 渗透试验成果统计 79

7.3.4 高压固结试验成果统计 79

7.4 原位测试成果统计 79

7.4.1 静力触探测试成果统计 79

7.4.2 标准贯入试验统计 80

7.5 试桩的设计 80

7.6 试桩的制作和测点的布置 81

7.7 试验的加载设计 84

7.8 试验检测方法原理及设备 84

7.8.1 试验原理 84

7.8.2 试验依据 85

7.8.3 加载装置 85

7.8.4 仪表选择与布置 85

7.8.5 加载制度 85

7.8.6 试验主要仪器 86

7.9 材料性能试验 86

7.10 劲性搅拌桩的竖向荷载试验 87

7.10.1 劲性搅拌桩的竖向荷载与沉降 87

7.10.2 试验桩极限承载力的确定 91

7.10.3 劲性搅拌桩的桩身轴力及单位侧摩阻力的分布 92

7.10.4 劲性搅拌桩的试验结果分析 95

7.11 劲性搅拌桩的水平荷载试验 97

7.11.1 单桩水平临界荷载的确定原则 98

7.11.2 单桩水平极限荷载的确定原则 98

7.11.3 三根试桩的试验结果、H - t -Y0 曲线及曲线 98

7.12 三根试桩破坏模式分析 101

7.13 桩身内力的分析 104

7.13.1 单桩水平荷载作用下桩身弯矩的推算 104

7.13.2 地基土水平抗力系数的比例系数 m 的确定 106

7.13.3 水平承载力设计值估算计算公式的提出 110

7.14 本章小节 110

第8章劲性搅拌桩圆柱孔扩张问题的理论解答 111

8.1 圆孔扩张问题弹性阶段应力及位移解答 111

8.2 圆柱孔扩张问题的塑性解答 114

8.2.1 Tresca材料圆柱型孔扩张问题的解答 115

8.2.2 Tresca材料圆柱型孔扩张问题的实例求解 117

8.3 桩引起的超孔隙水压力计算 119

8.4 本章小结 120

第9章试验桩的有限元分析 121

9.1 有限元原理简介 121

9.1.1 有限单元法的基本思想 121

9.1.2 有限元法的基本步骤 121

9.1.3 数值计算与试验分析的对比 122

9.2 有限元软件ABAQUS简介 122

9.2.1 ABAQUS概述 122

9.2.2 ABAQUS在岩土工程中的实用性 122

9.3 模型的建立 123

9.3.1 模型简化 123

9.3.2 建模过程 123

9.4 模型桩有限元分析结果 125

9.5 桩水平承载力数值分析 128

9.5.1 桩的侧向工作特性分析 131

9.5.2 芯桩对桩体侧向工作特性的影响 133

9.6 本章小结 135

第10章劲性搅拌桩复合地基竖向荷载下的性状研究 137

10.1 劲性搅拌桩竖向荷载分配与传递机理 137

10.2 计算模型及计算参数的选取 137

10.2.1 计算模型 137

10.2.2 计算参数的选取 138

10.3 计算结果分析 139

10.3.1 劲性搅拌桩复合地基的单桩承载力 139

10.3.2 劲性搅拌桩承载力提高机理 141

10.3.3 复合地基的沉降 142

10.3.4 劲性搅拌桩桩体位移 144

10.3.5 劲性搅拌桩桩体轴向应力 145

10.3.6 劲性搅拌桩桩顶应力 147

10.3.7 劲性搅拌桩桩体内外芯荷载分担比 149

10.3.8 劲性搅拌桩桩体桩土荷载分担比 151

10.3.9 劲性搅拌桩桩体侧摩阻力 152

10.4 劲性桩复合地基的应用 154

10.4.1 劲性桩复合地基承载力计算 155

10.4.2 劲性复合地基沉降计算 156

10.5 本章小结 156

第11章劲性搅拌桩复合地基水平荷载性状分析 158

11.1 单桩水平振动问题研究现状 158

11.1.1 连续介质解析理论 158

11.1.2 文克尔地基梁模型法 159

11.1.3 有限元和边界元理论 160

11.2 分析模型及方法 160

11.2.1 土体本构关系及单元类型 160

11.2.2 阻尼矩阵的确定 160

11.2.3 传输边界 161

11.2.4 时域分析的动力方程及求解方法 161

11.2.5 基本假定及分析模型 162

11.3 计算参数及地震波输入 163

11.4 复合地基的地震响应分析 164

11.4.1 劲性搅拌桩复合地基与桩基础的比较 164

11.4.2 复合地基不同波型的比较 165

11.4.3 复合地基不同芯桩长度的比较 167

11.4.4 复合地基不同截面含芯率的比较 169

11.4.5 复合地基不同水泥土模量的比较 170

11.4.6 不同波型上部结构水平位移的比较 172

11.5 水平荷载静力分析 174

11.6 动力群桩效应分析 174

11.6.1 群桩相互作用分析方法 174

11.6.2 群桩完全动力分析 177

11.6.3 群桩动力阻抗 177

11.7 本章小结 178

第12章劲性搅拌桩的若干问题及其优化设计 179

12.1 劲性搅拌桩的若干问题 179

12.2 劲性搅拌桩的破坏模式 181

12.3 劲性搅拌桩的优化设计 181

12.4 本章小节 183

第13章劲性搅拌桩设计与施工技术 185

13.1 适用条件和设计原则 185

13.1.1 适用条件 185

13.1.2 设计原则 185

13.2 设计方法 185

13.1.1 一般规定 185

13.1.2 构造 185

13.1.3 计算方法 186

13.3 施工技术 187

13.2.1 施工准备 187

13.2.3 施工作业 187

13.4 质量检测 188

13.5 承载力检测 189

13.6 工程验收 189

参考文献 190
内容简介:
本书从试验分析、数值分析和理论分析三条途径研究了劲性搅拌桩复合地基的特性，提出了较成熟的设计施工方法。劲性搅拌桩复合地基的核心问题有三个：承载力问题、变形问题、桩土共同作用问题。而桩土共同作用问题是统领劲性搅拌桩复合地基技术问题的灵魂，如何保证在荷载作用下通过预制桩芯桩、水泥搅拌桩和桩间土变形协调来保证芯桩、水泥土和桩间土共同承担荷载是检验刚—劲性搅拌桩复合地基技术是否合理的关键。本书对此做了详细介绍。
目录:
第1章绪论 1

1.1 水泥土的发展概况 1

1.1.1 国外水泥土的发展概况 1

1.1.2 国内水泥土的发展概况 1

1.2 水泥土搅拌桩的发展历史及研究现状 2

1.2.1 水泥土搅拌桩的发展概况 2

1.2.2 水泥土搅拌桩存在的不足 3

1.3 劲芯水泥土搅拌桩的发展概况 3

1.3.1 国外劲芯水泥土搅拌桩的发展概况 3

1.3.2 国内劲芯水泥土搅拌桩的发展概况 3

1.3.3 劲芯水泥土搅拌桩存在的不足 5

1.4 再生混凝土研究概况 5

1.4.1 再生骨料的研究意义 5

1.4.2 再生骨料的研究现状 6

1.4.3 再生混凝土性能的研究现状 8

1.4.4 陶瓷再生混凝土的研究现状 9

1.4.5 再生混凝土应用简况 11

1.5 主要研究内容及技术路线 12

1.5.1 问题的提出 12

1.5.2 主要研究内容 12

第2章黄泛区地质的特点 14

2.1 黄泛区的概述 14

2.2 黄泛区粉土的分类 14

2.3 黄泛区粉土的物质组成特点 15

2.4 黄泛区粉土的物理性质 16

2.5 黄泛区软土基地常见的处理方法 19

第3章陶瓷再生骨料混凝土基本性能的试验研究 22

3.1 试验材料 22

3.1.1 胶凝材料和掺合料 22

3.1.2 细骨料 22

3.1.3 粗骨料 24

3.2 陶瓷再生砂对陶瓷再生骨料混凝土性能的影响 25

3.2.1 对再生陶瓷骨料混凝土拌合物表观密度和坍落度的影响 26

3.2.2 对再生陶瓷骨料混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的影响 26

3.3 水灰比对陶瓷再生骨料混凝土抗压强度的影响 28

3.4 废陶瓷再生混合砂混凝土与普通混凝土性能对比研究 30

3.4.1 试验材料 30

3.4.2 试验详情 30

3.4.3 对再生混凝土拌合物表观密度的影响 31

3.4.4 对再生混凝土拌合物和易性的影响 31

3.4.5 对再生混凝土抗压强度的影响 31

3.4.6 对再生混凝土劈裂抗拉强度的影响 32

3.4.7 对再生混凝土脆性的影响 32

3.5 本章小结 33

第4章劲性搅拌桩的材料特性及强度影响因素 34

4.1 引言 34

4.2 劲性搅拌桩桩身物理力学特性 34

4.2.1 内芯的物理力学性质 35

4.2.2 水泥土外芯的物理力学特性 35

4.3 劲性搅拌桩的综合材料特性 36

4.4 劲性搅拌桩桩身材料强度影响因素 36

4.5 适用范围 38

第5章水泥土室内试验研究 39

5.1 试验材料 39

5.1.1 试验所用土样 39

5.1.2 试验所用水泥 39

5.1.3 试验所用外加剂及其它 39

5.2 试验方案 40

5.2.1 试验方案依据 40

5.2.2 试验方案制定 41

5.3 试块的制备与养护 41

5.3.1 试样的制备 41

5.3.2 试块的养护 43

5.4 试验内容 43

5.5 试验结果 44

5.6 试验结果分析 46

5.6.1 普通水泥土无侧限抗压强度 46

5.6.2 掺粉煤灰水泥土无侧限抗压强度 47

5.6.3 掺砂水泥土无侧限抗压强度 49

5.6.4 掺灰钙水泥土无侧限抗压强度 50

5.6.5 不同养护方式下水泥土无侧限抗压强度 51

5.6.6 水泥土的变形特性 53

5.7 本章小结 57

第6章改性劲性搅拌桩室内试验 58

6.1 概述 58

6.2 模型试验的设计 58

6.3 试验模型的制作 59

6.3.1 水泥土搅拌机模型 59

6.3.2 劲芯模型制作 60

6.3.3 整体模型箱制作 62

6.4 模型试验加载测试装置 63

6.4.1 试验加载装置 63

6.4.2 试验测试装置 65

6.5 试验过程 66

6.5.1 单桩承载力预估 66

6.5.2 试验的加载 67

6.6 试验结果与分析 68

6.7 本章小结 75

第7章劲性搅拌桩的现场试验研究 77

7.1 试验的主要目的和内容 77

7.2 试验场地工程地质概况 77

7.3 室内土工试验统计表 78

7.3.1 各层粉土的粘粒含量统计 78

7.3.2 三轴剪切试验（UU）成果统计 79

7.3.3 渗透试验成果统计 79

7.3.4 高压固结试验成果统计 79

7.4 原位测试成果统计 79

7.4.1 静力触探测试成果统计 79

7.4.2 标准贯入试验统计 80

7.5 试桩的设计 80

7.6 试桩的制作和测点的布置 81

7.7 试验的加载设计 84

7.8 试验检测方法原理及设备 84

7.8.1 试验原理 84

7.8.2 试验依据 85

7.8.3 加载装置 85

7.8.4 仪表选择与布置 85

7.8.5 加载制度 85

7.8.6 试验主要仪器 86

7.9 材料性能试验 86

7.10 劲性搅拌桩的竖向荷载试验 87

7.10.1 劲性搅拌桩的竖向荷载与沉降 87

7.10.2 试验桩极限承载力的确定 91

7.10.3 劲性搅拌桩的桩身轴力及单位侧摩阻力的分布 92

7.10.4 劲性搅拌桩的试验结果分析 95

7.11 劲性搅拌桩的水平荷载试验 97

7.11.1 单桩水平临界荷载的确定原则 98

7.11.2 单桩水平极限荷载的确定原则 98

7.11.3 三根试桩的试验结果、H - t -Y0 曲线及曲线 98

7.12 三根试桩破坏模式分析 101

7.13 桩身内力的分析 104

7.13.1 单桩水平荷载作用下桩身弯矩的推算 104

7.13.2 地基土水平抗力系数的比例系数 m 的确定 106

7.13.3 水平承载力设计值估算计算公式的提出 110

7.14 本章小节 110

第8章劲性搅拌桩圆柱孔扩张问题的理论解答 111

8.1 圆孔扩张问题弹性阶段应力及位移解答 111

8.2 圆柱孔扩张问题的塑性解答 114

8.2.1 Tresca材料圆柱型孔扩张问题的解答 115

8.2.2 Tresca材料圆柱型孔扩张问题的实例求解 117

8.3 桩引起的超孔隙水压力计算 119

8.4 本章小结 120

第9章试验桩的有限元分析 121

9.1 有限元原理简介 121

9.1.1 有限单元法的基本思想 121

9.1.2 有限元法的基本步骤 121

9.1.3 数值计算与试验分析的对比 122

9.2 有限元软件ABAQUS简介 122

9.2.1 ABAQUS概述 122

9.2.2 ABAQUS在岩土工程中的实用性 122

9.3 模型的建立 123

9.3.1 模型简化 123

9.3.2 建模过程 123

9.4 模型桩有限元分析结果 125

9.5 桩水平承载力数值分析 128

9.5.1 桩的侧向工作特性分析 131

9.5.2 芯桩对桩体侧向工作特性的影响 133

9.6 本章小结 135

第10章劲性搅拌桩复合地基竖向荷载下的性状研究 137

10.1 劲性搅拌桩竖向荷载分配与传递机理 137

10.2 计算模型及计算参数的选取 137

10.2.1 计算模型 137

10.2.2 计算参数的选取 138

10.3 计算结果分析 139

10.3.1 劲性搅拌桩复合地基的单桩承载力 139

10.3.2 劲性搅拌桩承载力提高机理 141

10.3.3 复合地基的沉降 142

10.3.4 劲性搅拌桩桩体位移 144

10.3.5 劲性搅拌桩桩体轴向应力 145

10.3.6 劲性搅拌桩桩顶应力 147

10.3.7 劲性搅拌桩桩体内外芯荷载分担比 149

10.3.8 劲性搅拌桩桩体桩土荷载分担比 151

10.3.9 劲性搅拌桩桩体侧摩阻力 152

10.4 劲性桩复合地基的应用 154

10.4.1 劲性桩复合地基承载力计算 155

10.4.2 劲性复合地基沉降计算 156

10.5 本章小结 156

第11章劲性搅拌桩复合地基水平荷载性状分析 158

11.1 单桩水平振动问题研究现状 158

11.1.1 连续介质解析理论 158

11.1.2 文克尔地基梁模型法 159

11.1.3 有限元和边界元理论 160

11.2 分析模型及方法 160

11.2.1 土体本构关系及单元类型 160

11.2.2 阻尼矩阵的确定 160

11.2.3 传输边界 161

11.2.4 时域分析的动力方程及求解方法 161

11.2.5 基本假定及分析模型 162

11.3 计算参数及地震波输入 163

11.4 复合地基的地震响应分析 164

11.4.1 劲性搅拌桩复合地基与桩基础的比较 164

11.4.2 复合地基不同波型的比较 165

11.4.3 复合地基不同芯桩长度的比较 167

11.4.4 复合地基不同截面含芯率的比较 169

11.4.5 复合地基不同水泥土模量的比较 170

11.4.6 不同波型上部结构水平位移的比较 172

11.5 水平荷载静力分析 174

11.6 动力群桩效应分析 174

11.6.1 群桩相互作用分析方法 174

11.6.2 群桩完全动力分析 177

11.6.3 群桩动力阻抗 177

11.7 本章小结 178

第12章劲性搅拌桩的若干问题及其优化设计 179

12.1 劲性搅拌桩的若干问题 179

12.2 劲性搅拌桩的破坏模式 181

12.3 劲性搅拌桩的优化设计 181

12.4 本章小节 183

第13章劲性搅拌桩设计与施工技术 185

13.1 适用条件和设计原则 185

13.1.1 适用条件 185

13.1.2 设计原则 185

13.2 设计方法 185

13.1.1 一般规定 185

13.1.2 构造 185

13.1.3 计算方法 186

13.3 施工技术 187

13.2.1 施工准备 187

13.2.3 施工作业 187

13.4 质量检测 188

13.5 承载力检测 189

13.6 工程验收 189

参考文献 190

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