超长群桩竖向承载力计算方法及参数取值研究

摘要

本文首先论述了群桩基础的研究方法、计算理论和研究现状，并给予了综合评述，然后针对目前超长群桩的理论研究与实际运用之间存在的问题，主要开展以下几方面的研究： ①对现有群桩效率系数公式进行分析比较，推荐一种适合超长群桩的群桩效率系数公式并在此基础上改进，然后按群桩效率系数法计算群桩极限承载力。 ②通过假定桩侧土抗力的新模式，选择合适的桩柱挠曲变形函数，按瑞利一里兹能量法推导出考虑超长桩稳定的临界荷载公式，并用模型试验与工程实例进行验证，说明假定的桩侧土抗力计算模式和选取的桩柱挠曲变形函数的合理性以及该理论公式的正确性。 ③在超长桩的大型模型试验数据分析基础上，研究超长群桩的有效桩长和群桩合理桩间距，为超长群桩设计参数取值提供参考。 ④建立超长群桩与土的三维有限元数值分析模型，计算超长群桩在竖向荷载作用下，桩间距、桩长、桩身弹性模量、土体弹性模量对超长群桩承载性状的影响，得出了一些具有实际指导意义的结论，并对超长群桩的设计提出了相关建议。

目录

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第一章绪论

1.1问题的提出及研究意义

1.2群桩分析方法研究现状

1.2.1理论分析方法

1.2.2试验研究方法

1.3超长群桩的研究现状

1.3.1超长桩荷载传递研究现状

1.3.2超长群桩竖向承载力计算方法

1.3.3超长群桩合理桩距研究现状

1.3.4超长群桩有效桩长研究现状

1.4本文的研究内容及方法

1.4.1本文的主要研究内容

1.4.2本文研究方法

第二章粘性土中超长群桩模型试验及竖向承载力理论研究

2.1超长群桩室内模型试验

2.1.1模型试验相似理论

2.1.2超长群桩模型试验概况

2.1.3超长群桩模型试验主要结果

2.2群桩效率系数计算公式

2.2.1考虑承台、桩、土相互作用分项群桩效率系数计算法

2.2.2 Conrerse-Labrre公式

2.2.3其他经验公式

2.2.4考虑应力叠加的群桩效率系数公式

2.3超长群桩竖向承载力公式

2.4本章小结

第三章考虑桩身稳定的超长群桩的临界荷载

3.1瑞利—里兹法基本原理

3.2公式推导

3.2.1基本假设

3.2.2用瑞利—里兹法求解

3.3算例分析

3.3.1模型试验桩

3.3.2工程实例桩

3.4本章小结

第四章粘性土中超长群桩有效桩长和合理桩距取值范围研究

4.1群桩有效桩长及其确定方法

4.1.1有效桩长的定义及影响因素

4.1.2有效桩长确定方法

4.2粘性土中超长群桩有效桩长的取值范围

4.3粘性土中超长群桩的合理桩距

4.4本章小结

第五章群桩有限元分析基本理论

5.1有限单元法简介

5.2桩土相互作用的空间数值模型

5.2.1土的非线性本构模型

5.2.2三维8节点等参单元的有限元模型

5.2.3桩土接触面模型及单元

5.3非线性问题的解法

5.4本章小结

第六章超长群桩参数影响承载性状的有限元分析

6.1有限元模型的建立

6.1.1基本假定

6.1.2采用的单元类型

6.1.3几何模型与边界条件

6.1.4计算参数及工况

6.2计算结果分析

6.2.1桩距的影响

6.2.2桩长的影响

6.2.3桩土模量比的影响

6.3本章小结

第七章结论与展望

7.1本文主要结论

7.2需要进一步研究的问题

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的论文及参加的科研项目