摘要
随着国家综合交通运输体系规划的逐步实施，交通基础设施建设蓬勃发展，这其中高速铁路和高速公路发展尤为迅速，尤其是随着设计速度的提高，对路基结构和地基稳定性要求也越来越严格。传统的地基处理方法难以满足路堤的工后沉降和地基稳定性等要求，而刚性桩复合地基由于其良好的控制沉降能力并且可以依据不同的现场环境和施工条件选择不同的处理方法等特点，在工程中得到广泛应用。但是即便采用刚性桩复合地基，地基整体失稳工程事故也时有发生。针对路堤下刚性桩复合地基稳定性检算，规范中并未明确给出分析方法，相关研究成果仅针对单一破坏模式提出检算方法，对地基实际破坏模式欠缺考虑，没有形成统一的刚性桩复合地基稳定性分析方法。鉴于此，本文以CFG桩为研究对象，开展了基于多种破坏模式的路堤下CFG桩复合地基整体稳定性分析，主要工作包括： （1）探讨了CFG桩复合地基滑移破坏、倾覆破坏、弯拉破坏、弯压破坏、剪切破坏和绕流破坏共6种破坏模式下的桩土相互作用以及受力分析，以桩体抗滑力Pi为判别依据，形成了一套系统考虑不同破坏模式下的桩土受力破坏特征以及基于破坏模式划分的路堤下CFG桩复合地基稳定性分析方法。研究表明：CFG桩不同破坏模式呈现不同的桩土破坏特征，并对于CFG桩主要破坏模式—弯折破坏，引入截面不同位置桩体的抗弯能力发挥系数来表征不均匀破坏特性。 （2）通过对影响CFG桩复合地基稳定安全系数的8个主要因素进行分析，讨论了各因素下桩体、土体以及筋带的抗滑贡献。研究表明：路堤高度、桩间距与CFG桩复合地基稳定安全系数呈负相关关系；地基土黏聚力、地基土内摩擦角、垫层加筋材料抗拉强度、桩帽边长、桩径、桩体材料强度等级与CFG桩复合地基稳定安全系数呈正相关关系；对于CFG桩复合地基抗滑力矩三部分贡献中，土体抗滑贡献平均为63%，桩体抗滑贡献平均为31%，筋带抗滑贡献平均为6%。 （3）通过对正交试验结果进行极差分析和方差分析得到各影响因素对CFG桩复合地基稳定安全系数影响的大小和显著性，利用多元线性回归分析得到能预测CFG桩复合地基稳定安全系数的回归方程。研究表明：各因素对CFG桩复合地基稳定安全系数影响的大小，路堤高度＞地基土体内摩擦角＞地基土体黏聚力＞桩间距＞桩帽边长＞桩身材料强度＞垫层加筋材料极限抗拉强度＞桩径。其中路堤高度、地基土体内摩擦角、地基土体黏聚力对CFG桩复合地基稳定安全系数影响高度显著，桩间距和桩帽宽度对CFG桩复合地基稳定安全系数影响显著，桩身材料强度、垫层加筋材料极限抗拉强度和桩径相对不显著；回归方程预测结果与计算值相对误差在±10%以内，具有良好地预测效果，可以对设计工作提供一定的指导。
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