[發明專利]一種控制湖區高速公路不均勻沉降的水泥攪拌樁設計方法

在審

• 申請號: 202211245602.4
• 申請日: 2022-10-12
• 公開（公告）號: CN115935725A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 李永超;李樹彬;黃秦;盛文治;于連山;馬國俊;鄒衛東;王明;楊奇奇;牛小華;謝登云
• 申請（專利權）人: 中鐵二十一局集團第六工程有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F17/18;G06F17/11;G06T17/20;G06F111/10
• 代理公司: 西安志帆知識產權代理事務所(普通合伙) 61258
• 代理人: 侯峰;韓素蘭

本發明公開了一種控制湖區高速公路不均勻沉降的水泥攪拌樁設計方法，涉及水泥攪拌樁技術領域，用于控制湖區高速公路水泥攪拌樁處治的軟土地基的不均勻沉降設計計算，通過將水泥攪拌樁樁長、樁間距、樁徑作為影響因素，結合水泥攪拌樁復合地基等效參數，作為評價指標，并進行混合型正交試驗，并根據試驗結果，運用SPSS軟件進行數據分析，得到擬合后的非線性回歸方程，實現在保證土層及其他材料不變，同時排除氣候等因素影響的基礎上，對水泥攪拌樁復合地基進行數值模擬，獲得相應的參數，然后利用SPSS軟件對這些數據分析，分別得到了彈性模量、泊松比、粘聚力以及內摩擦角與水泥攪拌樁樁長、樁間距、樁徑之間的非標準化系數方程。

技術領域

本發明涉及水泥攪拌樁技術領域，用于控制湖區高速公路水泥攪拌樁處治的軟土地基的不均勻沉降設計，具體為一種控制湖區高速公路不均勻沉降的水泥攪拌樁設計方法。

背景技術

隨著公鐵路建設的不斷深入，在軟土地區開展工程建設也愈加頻繁，而軟基處理一直是工程項目建設的難點、重點，目前國內按照處理原理公路軟土地基的處理方法主要分為兩種，一種是排水固結處理法，一種是復合地基處理法；而目前我們常用的復合地基處理方法有：CFG樁處理、水泥攪拌樁處理、擠密砂樁處理、預應力管樁處理，在CFG樁處理、水泥攪拌樁處理、擠密砂樁處理和預應力管樁處理的這幾種軟土復合地基處理方法中，比較常用的是CFG樁法、水泥攪拌樁法、擠密砂樁法，而CFG樁法存在施工質量難控制、造價高等缺點，漸漸的也淡出了市場。現有技術中的水泥攪拌樁設計，大都采用管樁復合地基加固、水泥攪拌樁法和擠密樁法；在實際使用的過程中，由于擠密砂樁的處理深度較淺，且處理后工后沉降一般較難達到設計所需；水泥攪拌樁，且能達到較為理想的處理效果，由于施工質量控制、設計理論計算以及驗收的標準沒有一個良好的規范，實際設計、施工難以控制，存在著施工難度大、使用效果差和工作效率低的問題。因此，為了解決現有技術存在的問，我們提供了一種控制湖區高速公路不均勻沉降的水泥攪拌樁設計方法，以解決現有技術中存在的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種控制湖區高速公路不均勻沉降的水泥攪拌樁設計方法，以解決現有使用效果欠佳的問題。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種控制湖區高速公路不均勻沉降的水泥攪拌樁設計方法，所述方法包括以下步驟：

步驟一：數據獲取：獲取水泥樁基及樁基周圍的地基數據并進行分析；

步驟二：實驗模擬：采用雙尺度算法均勻化水泥攪拌樁復合地基剛度參數，并采用有限元分析軟件進行樁基數值試驗模擬得到強度參數；

步驟三：數值模擬：采用有限元分析軟件進行數值模擬；

步驟四：數據處理，結合數據處理軟件對水泥攪拌樁地基處理并進行相關分析；

步驟五：回歸方程：得到擬合后的非線性回歸方程。

所述數據獲取包括獲取湖區域性軟土，并進行現場調研及相應地質資料分析，了解湖區軟土的成因、軟土地層巖性分布、水文地質條件、以及巖土物理力學參數。

所述有限元分析采用有限元三維直剪數值試驗模擬水泥攪拌樁樁土地基模型試件經橫向水平剪切破壞過程，并獲得相應尺度下強度參數。

所述數值模擬通過引入計算所得的水泥攪拌樁復合地基等效參數，建立相應的有限元數值模型，并計算所得到的結果與實際測得的沉降結果進行比較，驗證所求得的水泥攪拌樁復合地基等效參數的準確性。

所述實驗模擬包括獲取水泥攪拌樁復合地基剛度參數；采用雙尺度算法均勻化水泥攪拌樁復合地基剛度參數，并得到相應樁長下的剛度參數。

所述有限元分析軟件采用ABAQUS有限元分析軟件，所述數據處理軟件采用SPSS數據處理軟件。

所述雙尺度算法包括有界隨機變量、光滑算子和對稱正定矩陣。