一种基桩计算新方法及其应用

摘要

桩基础作为一种常用的深基础，具有承载力高、稳定性好、基础沉降小且比较均匀、抗震性能好以及能适用各种复杂地质条件等特点。随着我国工程建设事业的蓬勃发展,桩基础已成为我国工程建设中最重要的一种基础型式。尽管国内外学者对桩基础进行了长期深入的研究，然而到目前为止，基桩在竖向荷载下其受力机理和变形特征仍然没有完全搞清楚，致使现行的设计方法还不完善。而且，从结构的安全角度以及建造的经济性来看，目前的设计方法还存在一定缺陷，有待进一步的研究。
　　本研究主要内容包括：⑴介绍一种新的基桩计算方法。该计算方法可以描述在不同正压力（或不同围压）下应力（或荷载）与应变（或位移）的全过程特征，只有4个描述材料结构和状态的力学参数。该方法不仅可以描述单个材料，也可以描述多种材料组成的复合材料和两种不同材料界面等力学特性，变形可达任意值。⑵验证该计算方法对于混凝土桩身分析的适用性。利用三轴试验仪器，做关于混凝土试验，基于实验数据，提出该计算模型四个参数的求解方法，利用 Matlab等数值模拟分析软件求出其解，同时对该计算方法得出的数据与试验数据进行数值模拟，计算所得的曲线与实测曲线拟合度接近1，论证了其完全可以用于桩身荷载与变形的分析。⑶验证该计算方法对于桩土分析的适用性。利用实际工程中实测数据在不同静载荷作用下不同土体与桩之间的力学特性，采用新的计算方法进行数值模拟，拟合度高，论证该方法对于桩土相互作用分析的适用性。⑷验证该计算方法对于求解桩顶荷载与位移的适用性。在新的基桩计算方法的前提下，提出了一种相对于传统的弹性理论法更加合理的荷载一位移计算模型，求解出理论的P-S曲线，与工程实测的P-S曲线做对比，可以看出，应用该计算模型计算所得的P-S曲线与实测P-S曲线几乎一致，误差较小，从实际工程角度来讲，偏差在实际工程允许范围内，即该计算方法是可以应用于实际工程的。⑸分析了该计算方法在基桩分析中的应用：采用本文中的计算模型可以模拟在各个不同的地质情况下桩基的载荷与位移之间的关系，确定桩身断裂位置和优化基桩设计等各种特征，可以为实际工程设计、施工等的发展提供参考。

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1 绪论

1.1 桩基础概述

1.2 桩基础的历史

1.3 桩基础的功能和适用条件

1.4 桩基础的分类

1.5 国内传统竖向荷载下基桩的破坏模式分类

1.6 桩土共同作用分析理论的发展历程

1.7 本文研究的意义与内容

1.8 技术路线

2 基桩分析的理论与方法

2.1 现有基桩分析理论及其各自特点

2.2 一种新的计算方法及其特点

2.3 新计算方法参数分析

2.4 小结

3 试验内容与数据分析

3.1 试验目的

3.2 试样制备

3.3 试验仪器

3.4 试验设计

3.5 试验数据分析

3.6 小结

4 计算模型参数确定方法

4.1 参数求解步骤

4.2 参数的求解

4.3 小结

5 桩土相互作用分析

5.1 桩土相互作用计算模型

5.2 工程实例程一

5.3 工程实例程二

5.4 成果分析

5.5 小结

6 新计算方法在桩基中的理论分析

6.1 桩土相互作用分析

6.2 小结

7 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

后记

附录：攻读硕士学位期间发表的部分学术论著