基于拓扑优化的水泥土桩加固高速公路软土地基变形特性分析

摘要

叶县至鲁山高速公路沿线分布着广泛的软弱土层，具有孔隙比大、含水量高等性质，影响高速公路的稳定性。本文采用水泥土桩加固软土地基，提高其地基承载力，降低地基沉降。利用数值模拟，探究不同桩长、桩距、桩身模量对地基沉降量的影响，并通过综合模糊评判得到加固效果最优工况。利用Hyperworks对水泥土桩复合地基进行布桩形式优化，通过综合模糊评判得到优化后性价比最高的工况，降低工程投资。结果表明：高速公路地基竖向沉降中心大、边缘小，沉降曲线近似呈半碗状。桩长越长、桩距越小、桩身模量越大，地基沉降量越小，桩距影响地基沉降量效果显著。最优布桩形式能够减少28%的桩用量，地基不均匀沉降从原来的11.78 mm降低至7.59 mm，既降低了地基的不均匀沉降也降低工程成本。

关键词

地基加固 / 水泥土桩 / 软弱土 / 拓扑优化