渐近均匀化方法在双向增强体复合地基沉降计算中的应用

摘要

双向增强体复合地基是一种新型的地基处理技术，国内外普遍使用其用于加固路基，改善不良的地质条件地基等，鉴于其良好的加固效果，在工程实践中得到了广泛应用。
　　计算双向增强体复合地基沉降的关键之一是计算复合体的复合模量，目前对于桩体复合地基主要采用面积加权公式计算，工程实践证明该方法计算的沉降值值与实测值有较大误差。渐进均匀化方法(AHM)是一种求解复合材料等效弹性模量的方法，本文将数学方法—渐近均匀化方法引入双向增强体复合地基沉降计算的分析中，主要工作如下：
　　（1）将桩体复合地基和土工格室加筋体视为周期性排列的结构体。建立其周期性单胞，利用 ANSYS软件对选取的单胞建立三维单胞有限元分析模型，并实现AHM，计算出桩体复合地基和土工格室加筋体的等效弹性模量。
　　（2）通过ANSYS实现AHM计算得到等效弹性模量后，采用分层总和法，求得了土工格室加筋体在荷载作用下的沉降量。
　　（3）对土工格栅垫层尝试采用二次均匀化方法、在对桩体复合地基采用AHM方法求得等效弹性模量后，对某工程实例进行了有限元沉降计算。
　　（4）为研究对水平加筋体、桩体对复合地基各因素对沉降的影响。对桩模量、面积置换率和土工合成材料强度及层数等几种不同的因素，利用本文的研究方法分析他们对双向增强体复合地基沉降的影响。
　　本文结果表明：通过利用渐进均匀化方法得到竖向增强体复合地基、水平向增强体增强体复合地基、双向增强体复合地基的复合模量，从而计算其沉降量。比较计算值与试验结果、工程实例的沉降值，吻合较好，证明本文提出的渐进均匀化方法的用于双向增强体复合地基的沉降计算式可行的，合理的，在此基础上，分析了影响双向增强体复合地基沉降的主要影响因素，表明影响双向增强体复合地基沉降量的主要因素是桩体置换率、在计算沉降量时存在桩体临界模量。

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第一章 绪论

1.1 概述

1.2 双向增强体复合地基的基本理论及发展概况

1.3 复合地基沉降分析与数值模拟研究现状

1.4 本文的主要研究工作

第二章 渐近均匀化理论及程序实现

2.1 概述

2.2 AHM方法理论描述

2.3 AHM的有限元实现

第三章 竖向增强体复合地基沉降计算

3.1 概述

3.2 复合地基单胞有限元模型的建立

3.3 正交试验的影响因素分析

3.4 本章小结

第四章 水平向增强体复合地基沉降计算

4.1 概述

4.2 土工格室的研究现状

4.3 土工格室复合地基复合模量的计算

4.4 沉降计算与对比

4.5 本章小结

第五章 双向增强体复合地基沉降计算

5.1 概述

5.2 水平向和竖向增强体协同作用过程

5.3双向增强体复合地基的沉降计算

5.4 本章小结

第六章 双向增强体复合地基沉降变形影响因素分析

6.1概述

6.2桩对沉降的影响

6.3 土工格栅对沉降的影响

6.4本章小结

第七章 结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

致谢

在学期间发表的学术论文与研究成果