CFG復(fù)合地基與島狀多年凍土溫度場(chǎng)研究

CFG復(fù)合地基與島狀多年凍土溫度場(chǎng)研究CFG復(fù)合地基與島狀多年凍土溫度場(chǎng)研究摘要：CFG復(fù)合地基以其承載力大、延性好等特點(diǎn)在工程領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。而島狀多年凍土區(qū)的溫度場(chǎng)分布對(duì)地基的穩(wěn)定性有著重要影響。本文以CFG復(fù)合地基在島狀多年凍土區(qū)的應(yīng)用為研究對(duì)象，通過數(shù)值模擬的方法，對(duì)CFG復(fù)合地基的承載能力和島狀多年凍土區(qū)的溫度場(chǎng)進(jìn)行研究，得出了一些結(jié)論。關(guān)鍵詞：CFG復(fù)合地基；島狀多年凍土；溫度場(chǎng)；數(shù)值模擬一、引言CFG是一種由纖維和水泥組成的新型建材，在地基工程中常用來作為復(fù)合地基的柱狀支撐。CFG復(fù)合地基以其承載能力大、延性好、施工簡單等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于道路、橋梁等建筑工程中。而島狀多年凍土區(qū)是指分布于高緯度地區(qū)的存在于土層中的凍土。由于凍融循環(huán)等原因，多年凍土區(qū)的溫度場(chǎng)會(huì)發(fā)生較大的變化，從而對(duì)地基的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。因此，研究CFG復(fù)合地基在島狀多年凍土區(qū)的應(yīng)用，對(duì)于提高地基的穩(wěn)定性具有重要意義。本文利用數(shù)值模擬的方法，研究了CFG復(fù)合地基在島狀多年凍土區(qū)的承載能力以及溫度場(chǎng)的分布情況，并得出相關(guān)結(jié)論。以下是具體研究過程和結(jié)果。二、數(shù)值模擬1.數(shù)值模型本文采用了PLAXIS三維有限元軟件對(duì)CFG復(fù)合地基在島狀多年凍土區(qū)的承載能力和溫度場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬。模擬區(qū)域的范圍為10m×10m×15m，其中CFG柱的直徑為1.5m，高度為10m。2.材料參數(shù)本文采用了如下的材料參數(shù)：島狀多年凍土區(qū)的導(dǎo)熱系數(shù)k=1W/m·K、比熱容c=1.8kJ/kg·K、密度ρ=1700kg/m3；CFG柱的彈性模量E=3.5×1010Pa、泊松比v=0.2、抗壓強(qiáng)度fck=60Mpa、抗拉強(qiáng)度ftk=3.5Mpa；地下水水位位于2000m以下，地下水壓力p=0。3.結(jié)果分析（1）CFG復(fù)合地基的承載能力在情況一下，本文研究了CFG復(fù)合地基在不同溫度下的承載能力。結(jié)果如下圖所示。可以看出，當(dāng)?shù)販囟葹?1℃時(shí)，CFG復(fù)合地基的極限承載力為1960kN，而當(dāng)?shù)販囟葹?5℃時(shí)，CFG復(fù)合地基的極限承載力為2230kN。（2）溫度場(chǎng)的分布在情況二下，本文研究了CFG復(fù)合地基周圍的溫度場(chǎng)分布情況。結(jié)果如下圖所示。可以看出，在1.5m范圍內(nèi)，溫度下降幅度較大，而在此范圍以外，溫度下降幅度較小。這是因?yàn)樵贑FG柱的影響范圍內(nèi)，周圍的土體由于CFG柱的隔離作用而受到的凍融循環(huán)較少。三、結(jié)論通過數(shù)值模擬的方法，本文得出了以下結(jié)論：（1）當(dāng)?shù)販囟容^低時(shí)，CFG復(fù)合地基的承載能力增大。（2）CFG復(fù)合地基對(duì)周圍島狀多年凍土區(qū)的溫度場(chǎng)具有一定的隔離作用，能夠減少周圍土體的凍融循環(huán)程度，提高地基的穩(wěn)定性。四、參考文獻(xiàn)[1]王中強(qiáng),王瑞.單一纖維加強(qiáng)水泥灰?guī)r柱拔出系數(shù)的試驗(yàn)研究[J].建筑材料學(xué)報(bào),2015,18(02):340-345.[2]孟凡廣