CFG樁復(fù)合地基褥墊層室內(nèi)試驗研究

CFG樁復(fù)合地基褥墊層室內(nèi)試驗研究一、緒論復(fù)合地基是一種結(jié)構(gòu)工程中常用的加固地基的方法，其主要由鋼筋和混凝土組成，具有耐久性，穩(wěn)定性高等特點。其中，鋼筋混凝土與巖石嵌合體復(fù)合地基（CFG樁）作為一種特殊的復(fù)合地基形式，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代城市建設(shè)中。而褥墊層作為一種提高地基承載力以及減小地震影響的絕佳手段也顯得尤為重要。因此，對CFG樁復(fù)合地基褥墊層的性能研究將有幫助，可指導(dǎo)實際工程的設(shè)計和施工。本文將結(jié)合室內(nèi)試驗的數(shù)據(jù)，探討CFG樁復(fù)合地基褥墊層的力學(xué)性能，并對其中的一些問題進(jìn)行深入分析和討論。二、研究內(nèi)容1.試驗材料本次試驗中，所用材料有：水泥、砂、礫石、鋼筋、鋼筋網(wǎng)、礦渣、GPS差分測量儀等。其中，水泥為42.5號水泥，砂、礫石均符合GB/T14684-2011中材料力學(xué)性能試驗方法的第一類要求，GPS差分測量儀可測量最小為0.05mm的位移量。2.試驗方法本次試驗的測試方法主要有靜載試驗和動荷載試驗。其中，靜載試驗主要用于測量CFG樁復(fù)合地基褥墊層的豎向承載力、位移等，并對其荷載變形規(guī)律進(jìn)行分析；動荷載試驗則主要用于研究CFG樁復(fù)合地基褥墊層的動態(tài)性能以及抗震性能等。3.試驗設(shè)計本次試驗主要針對CFG樁復(fù)合地基褥墊層的縱向受力特性研究，驗證其受力計算方法。試驗采用直徑80mm的CFG樁，長度為200mm，其中鋼筋直徑為8mm且縱向使用3根鋼筋。試驗中設(shè)置三種不同類型的褥墊層材料，分別為砂土、碎石和礦渣。同時，選取不同厚度的褥墊層，研究其對CFG樁復(fù)合地基的影響。三、試驗結(jié)果及分析1.靜載試驗（1）變形規(guī)律試驗結(jié)果表明，隨著加載荷載的增加，CFG樁復(fù)合地基的變形呈現(xiàn)明顯的非線性變化。當(dāng)荷載達(dá)到一定條件后，其變形速度急劇加快，并出現(xiàn)凸形曲線。同時，我們發(fā)現(xiàn)，在不同類型的褥墊層下，CFG樁復(fù)合地基的變形規(guī)律存在明顯的差異。砂土類型的褥墊層下，CFG樁復(fù)合地基的變形系數(shù)較大且變形曲線近似于一條光滑的曲線；而在使用較厚的碎石作為褥墊層時，其變形可視為三個階段變形，在加載前期呈現(xiàn)一定的線性化趨勢，后期變形加速并出現(xiàn)非線性特征。而在厚度相同的礦渣褥墊層下，CFG樁復(fù)合地基的變形系數(shù)最小，且變形曲線在整個試驗過程中均較為平緩。（2）承載力試驗數(shù)據(jù)表明，在不同類型的褥墊層和不同厚度下，CFG樁復(fù)合地基的承載力均存在明顯差異。在厚度較大的礦渣褥墊層下，CFG樁復(fù)合地基的承載力最大；而在砂土和碎石褥墊層下，其承載力相對較小。同時，換算得到的CFG樁復(fù)合地基的峰值荷載與變形量的關(guān)系可表示為一個凸性曲線，且不同類型的褥墊層具有不同的峰值荷載。礦渣褥墊層下的CFG樁復(fù)合地基峰值荷載遠(yuǎn)高于其他兩種材料下的值，而在同一類型的褥墊層下，隨著厚度的增加，CFG樁復(fù)合地基的峰值荷載也隨之增加。2.動荷載試驗（1）頻率和阻尼比試驗結(jié)果表明，CFG樁復(fù)合地基的固有頻率與阻尼比均與其應(yīng)變水平和加載速度有關(guān)。在不同類型的褥墊層下，CFG樁復(fù)合地基的固有頻率和阻尼比均存在差異。同時，在不同厚度的褥墊層下，CFG樁復(fù)合地基的固有頻率和阻尼比也存在明顯差異。（2）抗震性能試驗結(jié)果顯示，在動荷載試驗中，CFG樁復(fù)合地基褥墊層體系對地震動的響應(yīng)呈現(xiàn)出較好的抗震性能。且經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計后的CFG樁復(fù)合地基褥墊層體系能夠有效地提高其抗震能力。四、結(jié)論通過本次試驗及對數(shù)據(jù)的深入分析和研究，本文得出以下結(jié)論：1.CFG樁復(fù)合地基褥墊層體系的承載力隨褥墊層厚度的增加而提高，在三種不同類型的褥墊層中，礦渣褥墊層下的CFG樁復(fù)合地基承載力最大。2.CFG樁復(fù)合地基褥墊層體系的變形特征明顯，在不同類型的褥墊層和不同厚度下，變形規(guī)律存在明顯差異。礦渣褥墊層下的變形系數(shù)最小，且變形曲線在整個試驗過程中均較為平緩。3.CFG樁復(fù)合地基褥墊層體系的動力特性與褥墊層材料