群桩沉降计算分析的一种实用方法

摘要

对于桩基础的研究,国内外的专家学者都作了大量的工作,但是,就目前的研究现状而言,沉降理论以及实践过程中都还有许多的不足之处,这些不足都还有待进一步解决。众所周知,桩基础沉降的分析计算是桩基础设计中的重要一环。在桩基的设计环节中,竖桩的承载力和沉降是其最主要的两个因素。同样,因为群桩沉降理论是建立在单桩沉降的计算理论模式基础之上,群桩沉降的计算分析与单桩沉降的计算分析有着密切的关联,所以对于群桩的设计而言,单桩的沉降分析成为其重要一步。桩基沉降所涉及的因素很复杂,如桩平面的布置、地基土的土质、荷载的作用时间以及桩土间的相对位移等,其中上述因素中有的不能确定,而有些则很难彻底查清楚。
　　 本文首先回顾和总结了竖向荷载下桩基的沉降分析、有限元的基本理论,并对有限元软件ABAQUS作简略介绍。进而考虑土体的复杂性状和桩土相互作用对竖直受荷群桩基础特性的影响,采用修正等代墩基法简化桩基模型。如何求出复合地基模式下桩土的复合模量(E)是本文一大难点,本文采用面积加权公式计算复合模量,并且在考虑桩长、桩端土性质对复合模量的影响后,利用复合地基桩体的承载机理对复合模量面积比公式进行修正,可得到其复合模量的近似值。在求得复合模量(E)后,将其与等代墩基法相结合,取代规范中等代墩基法的E(桩的压缩模量),并在实例中采用该方法计算群桩的沉降,使之与规范中的等代墩基法相比较,并用有限元软件ABAQUS进行群桩和等代墩基的有限元模拟,四种方法将得出四组沉降数据,进而比较哪种方法更接近实际沉降,验证文中所尝试的方法的正确性与可行性。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 桩基础的简述

1.1.1 桩基础的特性和适用范围

1.1.2 桩和桩基的分类

1.1.3 桩基础的发展历史

1.2 单桩沉降及群桩沉降的研究现状[6,7]

1.2.1 单桩沉降的研究现状

1.2.2 群桩沉降的研究现状

1.3 本文主要的研究内容及工作

第2章 竖向静荷载下单桩的沉降分析

2.1 竖向静荷载下单桩的工作性能

2.1.1 单桩轴向荷载传递机理

2.2 竖向荷载下单桩的沉降分析

2.2.1 弹性理论法

2.2.2 荷载传递分析法

2.2.3 剪切变形传递法

2.2.4 分层总和法

2.2.5 简化法[22]与其他经验法[6]

第3章 竖向静荷载下群桩的沉降分析

3.1 竖向静荷载下群桩的工作性能

3.1.1 群桩轴向荷载传递机理

3.2 竖向荷载下群桩的沉降分析

3.2.1 弹性理论法

3.2.2 等代墩基法

3.2.3 等效作用分层总和法

3.2.4 原位测试估算法、简化法与经验法[6,11]

3.2.5 有限单元法(ABAQUS)

第4章 修正等代墩基法与复合模量的结合应用

4.1 修正等代墩基法

4.1.1 等代实体深基础模式

4.1.2 复合地基模式

4.1.3 修正等代墩基法的优缺点

4.2 修正等代墩基法与复合地基模量的结合应用

4.2.1 复合地基模量的计算

4.2.2 沉降计算

4.3 实例计算

4.3.1 方法一(未考虑桩土复合模量的等代墩基法)

4.3.2 方法二(考虑桩土复合模量的等代墩基法即本文指出的方法)

4.3.3 方法三(有限单元法一ABAQUS)

4.3.4 方法四(有限单元法二)

结论与展望

参考文献

致谢