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1、单位代码 1 0 4 7 5 学 号 1 0 4 7 5 3 0 9 1 0 6 6 分类号 T U 4 7 3 河南大謦 硕士学位论文 黄泛区劲性水泥砂浆土搅拌桩的试验与数值研究 学科、专业：结构工程 研究方向：现代建筑结构设计 申请学位类别：工学硕士 申请人：孙新生 指导教师：岳建伟教授 二。一二年六月 T H EE X P E R I M E N TA N DN U M E R I C A L R E SE A R C HO NT H ER E I N F O R C E DW I T H C E M E N T M O R T A RS O I LM I X I N GP I L EI
2、 N F L O O DA R E A AD i s s e r t a t i o nS u b m i t t e dt o t h eG r a d u a t eS c h o o lo fH e n a n U n i v e r s i t y i nP a r t i a lF u l f i l l m e n to ft h eR e q u i r e m e n t s f o r t h eD e g r e eo f M a s t e ro f E n g i n e e r i n gS c i e n c e B y S u nX i n s h e n g S
3、 u p e r v i s o r ：P r o f Y u eJ i a n w e i J u n e ，2 0 1 2 7川7，川川川l2mMm-ii-洲2Y L 关于学位论文独创声明和学术诚信承诺 本人向河南大学提出硕士学位申请。本人郑重声明：所呈交的学位论文是 本人在导师的指导下独立完成的，对所研究的课题有新的见解据我所知，除 文中特别加以说明标注和致谢的地方外，论文中不包括其他人已经发表或撰 写过的研究成果，也不包括其他人为获得任何教育、科研机构的学位或证书而 使用过的材料与我一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 在此本人郑重承诺：所呈交
4、的学位论丈不存在舞弊作伪行为，丈责自负 学位申请人( 学位论文作者) 签名：盐苤鱼坠 2 0 1 Z - 年期伽 关于学位论文著作权使用授权书 本人经河南大学审核批准授予硕士学位。作为学位论文的作者，本人完全 了解并同意河南大学有关保留、使用学位论文的要求即河南大学有权向国家 图书馆、科研信息机构、数据收集机构和本校图书馆等提供学位论文( 纸质丈 本和电子文本) 以供公众检索、查阅。本人授权河南大学出于宣扬、展览学校 学术发展和进行学术交流等目的，可以采取影印、缩印，扫描和拷贝等复制手 段保存、汇编学位论文( 纸质文本和电子文本) ( 涉及保密内容的学位论文在解密后适用本授权书) 学位获得者(
5、 学位论文作者) 签予：歪k j 晒L 2 0 1 2 年箩月沙日 学位论文指导教师签名： 2 0 1 2 - 年箩月锄 摘要 开封地处黄河中下游，由于历史原因，千年古城历经数次水患，形成了城摞城的奇 观，以开封为代表的黄泛区土质以杂填土和黄河冲积土为主要成分。随着城市建设的发 展，这种土质越来越不适宜大规模的现代高层建筑建设的需要。桩基础是对天然地基进 行处理的有效手段。对于地基的处理劲性水泥土搅拌桩是很好的选择，但劲性水泥土搅 拌桩又有其自身的不足。 对于劲性水泥土搅拌桩来说，影响单桩极限承载力的主要因素包括：砼芯桩桩身材 料抗压强度；砼芯桩与水泥土搅拌桩接触面极限侧摩阻力、端阻力之和；水
6、泥土的材料 强度：劲性水泥土搅拌桩桩土界面极限侧摩阻力、端阻力之和。 劲性水泥土搅拌桩的破坏模式有四种：l 、砼芯桩桩头被压碎。造成砼芯桩桩头破坏 的原因是水泥土搅拌桩和土体形成的劲性搅拌桩的极限端阻力、侧摩阻力之和大于砼芯 桩桩头承受的竖向荷载；2 、砼芯桩下端刺入水泥土搅拌桩中。造成砼芯桩刺入水泥土 中的原因是水泥土搅拌桩与砼芯桩之间的侧摩阻力小于砼芯桩桩头承受的竖向荷载，内 外桩侧表面的接触界面被破坏造成的；3 、水泥土搅拌桩无芯段被压碎。造成水泥土搅 拌桩无芯段被压碎的原因是水泥土搅拌桩长度过长以及水泥土的强度较低造成的；4 、 劲性水泥土搅拌桩整体刺入桩端土中。该种破坏是因为劲性水泥
7、土搅拌桩无芯段相对极 短，当水泥土搅拌桩的侧摩阻力和端阻力之和小于砼芯桩传到其桩端的荷载，而无芯段 的侧摩阻力和端阻力之和小于该截面的轴压承载力时，会出现整个桩体刺入其下面的土 中。 在这四种破坏模式中，第二种和第三种破坏均是由于水泥土的强度过低造成的。水 泥土自身强度较低引起劲性水泥土搅拌桩的P S 曲线差别较大。砼芯与水泥土之间粘结 力不强，最终影响劲性水泥土搅拌桩的承载力和应用范围，致使高强度的砼芯材料不能 充分发挥。为此，本文通过改变水泥土的材料组成，提出了劲性水泥砂浆土搅拌桩以弥 补劲性水泥土搅拌桩的不足。 本文首先对桩基的承载力特性进行了研究，探讨了单桩竖向承载力确定的常用方 法。
8、其次通过室内水泥砂浆土试验，分析了化学固化剂掺量、水泥掺量、砂掺量、生石 灰掺量对水泥砂浆土强度的影响，另外还通过在水泥砂浆土中加入碎石，形成改性水泥 搅拌 对劲 力对 验表 搅拌 A b s t r a c t K a i f e n gi sl o c a t e di nt h em i d d l ea n dl o w e rr e a c h e so ft h eY e l l o wR i v e r b e c a u s eo fh i s t o r i c a lr e a s o n s ， t h et h o u s a n dy e a r so l dc i
9、t yk a i f e n gW a ss e v e r a lt i m e ss u b j e c t e dt ot h ef l o o d sa n df o r m e dt h ew o n d e r So f s t a c kc i t y , t h eH u a n g F a n O us o i lr e p r e s e n t a t i v eo fk a i f e n gi sc o n s i s t e do fm i s c e l l a n e o u ss o i la n dt h eY e l l o w R i v e ra l
10、l u v i a ls o i lW i t ht h ed e v e l o p m e n to fu r b a nc o n s t r u c t i o n ，t h i ss o i li sm o r ea n dm o r en o ts u i t a b l ef o r t h en e e d so ft h ec o n s t r u c t i o no fl a r g e - s c a l em o d e mh i 【曲- r i s eb u i l d i n g s P i l ef o u n d a t i o ni st h et r e
11、 a t m e n to f e f f e c t i v em e a n sf o rn a t u r a lf o u n d a t i o n T h es t r e n g t ho fc e m e n t s o i lp i l e si sag o o dc h o i c ef o rf o u n d a t i o n p r o c e s s i n g ，b u tt h es t r e n g t ho f c e m e n t - s o i lp i l ee x i s t si t sd e f i c i e n c i e s F o
12、rt h es t r e n g t ho fc e m e n t - s o i lp i l e s ，t h em a i nf a c t o r so fa f f e c t i n gt h eu l t i m a t eb e a r i n gc a p a c i t yo f s i n g l ep i l ei n c l u d e ：c o n c r e t ec o r ep i l eb o d ym a t e r i a lc o m p r e s s i v es t r e n g t h ；T h es u mo fs i d ef r i
13、 c t i o na n d i n t e r f a c el i m i tr e s i s t a n c eb e t w e e nc o n c r e t ep i l e sa n dc o r eo fm i x i n gp i l e ；C e m e n t - s o i lm a t e r i a ls t r e n g t h ； T h es u mo fs i d ef r i c t i o na n di n t e r f a c el i m i tr e s i s t a n c eo ft h es t r e n g t ho f c
14、 e m e n t - s o i lp i l e T h e r ea r ef o u rk i n d sf o rt h ef a i l u r em o d eo ft h es t r e n g t ho fc e m e n t s o i lp i l e ：F i r s t ，c o n c r e t ec o r ep i l e h e a dW a sc r u s h e d T h er e a s o nf o rc a u s i n gc o n c r e t eC O r ep i l eh e a di st h a tt h es u mo
15、 fs i d ef r i c t i o na n d i n t e r f a c el i m i tr e s i s t a n c eb e t w e e nc o n c r e t ep i l e sa n ds o i lf o r m a t i o no ft h em i x i n gp i l ei sg r e a t e rt h a nt h e v e r t i c a ll o a do fc o n c r e t eC O r ep i l eh e a db e a r ；S e c o n d ，c o n c r e t ec o r
16、ep i l eb o t t o mP i e r c ec e m e n t - s o i lp i l e T h e r e a s o nf o rc o n c r e t ec o r ep i l eP i e r c i n gi st h a ts i d ef r i c t i o nb e t w e e ns o i l - c e m e n tm i x i n gp i l e sa n dp i l e so f c o n c r e t ec o r ei sl e s st h a nt h ev e r t i c a ll o a do fc o n c r e t ec o r ep i l eh e a db e a r , i n t e r n a la n de x t e r n a lp i l et h e s u r f a c ec o n t a c ti n t e r f a c ei sd e s t r u c t i o n ；T h i r
