透水性混凝土桩复合地基工作机理与关键技术研究

本项目将透水性混凝土设计理论应用到复合地基桩体设计中，提出了集快速排水与高承载性能于一身的透水性混凝土桩复合地基，并研究了其静态和动态工作机理。通过一系列室内试验提出了适于复合地基的透水性混凝土设计方法，并建立了混凝土强度增长模型和孔隙-渗透性模型。针对现有的透水性混凝土渗透系数测试装置存在试件侧壁渗漏问题，提出了一种试件侧面防水涂抹+柔性夹层+套筒刚性壁的防侧漏复合结构，提高了渗透系数测试精度。研制了透水性混凝土桩堵塞模拟装置，研究了透水性混凝土桩的堵塞势。通过模型试验和数值计算等手段研究了透水性混凝土桩承载和排水耦合效应，揭示了分级加载下超静孔隙水压力、桩土应力比及沉降等的时空演变规律，给出了地基固结沉降和承载力计算方法。通过振动台模型试验和动态数值模拟研究了地震过程中透水性混凝土桩的减压减震耦合效应，揭示了震时和震后超静孔隙水压力的长消规律，研究了桩体设置对地基响应加速度的影响，并探究了透水性混凝土桩复合地基液化规律。通过对复合地基设计参数进行灵敏度分析优化了复合地基设计，并结合实际工程开展了施工方法研究。透水性混凝土桩兼具散体桩和刚性桩的优点，而且节约工程成本，应用前景广阔。本项目具有重要理论和工程创新价值。