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直接加固法通过高压喷射注浆工艺在软弱下卧土层中直接成桩,形成了由上部土体、桩体、桩间软弱土体及下部土体组成的承载系统(直接加固地基)。与常用的加固软弱下卧土层的方法相比,直接加固法既不扰动上部土层,又能充分利用上部的良好土层,除此之外其施工周期短、成本低、施工环境好且便于操作。为了了解直接加固法对地基沉降及桩体工作性状的影响,本文运用模型试验、数值模拟及理论分析相结合的方法对其做了如下研究:(1)运用长沙大学室外试验槽,对直接加固地基展开了模型试验研究。直接加固法处理后,地基沉降有了大幅度降低,软弱下卧土层的压缩量明显减小。角桩、边桩、中心桩所承担的荷载随外荷载的增加基本呈线性增长,且表现为角桩>边桩>中心桩。桩体在正常工作情况下,桩侧会受到摩阻力的作用,不同位置桩体所受摩阻力的情况也不同。直接加固地基的桩-土应力比随荷载的加大逐渐减小,最后趋于一定值。(2)运用有限元分析法,在ABAQUS中建立了多组直接加固地基模型,研究了不同因素的变化对地基沉降及桩体工作性状的影响。相同荷载作用下,柔性基础下地基的沉降大于刚性基础下地基沉降;地基沉降随着上部土层厚度、土体模量的增加而减小,但土体模量增大到一定程度后其变化对沉降的影响变得很小;沉降随置换率的增大而减小。各级荷载作用下,桩体上刺入量小于下刺入量。桩-土应力比受上部土层厚度的影响很小,但当上部土体模量增大时,桩-土应力比也增大;桩-土应力比随桩体直径的增加表现为急剧减小,然后趋于稳定。桩身应力随着荷载的增加而增加,且同等荷载下桩身应力始终是中心桩最大,边桩次之,角桩最小;各桩的桩身应力随桩体直径的增加均减小。相同荷载下,边桩的侧摩阻力最大,其后是中心桩,最小的是角桩。随荷载、桩体直径的增加,各桩中性点位置呈上升趋势,且有边桩中性点位置最深,其次是角桩,中心桩的中性点位置最浅。(3)基于直接加固地基的Winkler弹性计算模型,提出了计算地基沉降的Winkler弹性法;在考虑桩-土相互作用的基础上,提出了计算直接加固地基沉降的复合模量法。结合模型试验,验证了两种方法的可靠性。