双向增强体复合地基作用机理与设计理论研究

双向增强体复合地基法是采用由水平向的加筋材料和竖向的桩体两部分形成的人工地基的软基处理新方法。双向增强体复合地基法在高速铁路和高速公路的建设中具有非常广阔的应用前景。本项目在目前国内外学者已有研究成果的基础上，拟采用极限平衡理论和能量方法研究路堤填土中的三维土拱效应和筋材的张力膜效应；建立采用双向增强体复合地基法的路堤的全断面模型,考虑路堤侧向滑移的影响，推导路堤填土荷载和车辆荷载作用下筋材的拉力沿其轴线分布的计算式以及桩体的轴力和弯矩的计算式。推导出考虑软土固结影响的土拱效率和桩体效率以及桩体中性点的计算式，提出路堤下双向增强体复合地基的工后沉降预测模型。通过改变双向增强体复合地基中的各项物理及力学参数，研究双向增强体复合地基的承载特性和变形特性，优化双向增强体复合地基的设计理论，为我国相应规范的编制提供依据。本项目研究成果具有重要的理论与工程实际意义，可产生重大的经济和社会效益。

双向增强体复合地基法是采用由水平向加筋材料和竖向桩体两部分形成的人工地基的软基处理新方法，在高速铁路和高速公路的建设中得到广泛应用。本项目在国内外学者已有研究成果的基础上，基于大挠度薄板理论分析筋材的挠曲变形，并考虑格栅下部桩间土的支撑作用，推导出了一系列求解不同工况下桩土应力比的计算方法；考虑路堤侧向滑移和软土固结的影响，采用有限元方法对双向增强体复合地基的作用机理、作用效果和影响因素进行了全面的分析；采用离散元方法， 建立刚性桩加固软土地基的颗粒流试验模型和不同界面的加筋土拉拔试验模型，对填土中荷载传递机理及格栅与填土界面特性进行了分析；通过现场试验，探讨了双向增强体复合地基的作用机理和工作性状，开发了桩承式加筋路堤挂网技术；对双向增强体复合地基的基桩承载力进行了可靠度分析。本项目研究成果对双向增强体复合地基的理论研究及工程应用具有重要参考意义。