一种桩—土三维等厚度接触单元及其应用研究

摘要

在桩土共同作用中，由于桩体结构的材料性能与周围土层性质相差较大，在竖向荷载下有可能在其接触面上产生较大的剪应力从而导致错动或开裂。因此，为了充分反映桩土接触面上的受力及变形特征，应采用一种桩土接触面特有的本构关系。本文利用张冬雾等人关于结构与土体接触面单剪试验所得到的接触面变形特征及其本构关系，提出了一种可用于桩基承载性状分析的桩-土三维等厚度接触单元模型，并推导出了其单元的刚度矩阵。由于目前对超高层建筑中广泛使用的超长桩的荷载传递机理认识不足，导致了桩基设计很难做到安全可靠与经济合理的两者统一。本文运用提出的桩-土三维等厚度接触单元模型，以及某一实际工程地质图，对单桩及群桩，尤其是长桩及超长桩进行了桩基承载性状有限元分析，取得了丰富的研究成果。首先，全面分析了桩长、桩径、桩体弹性模量、桩端土层压缩模量等因素对桩体P-S曲线、桩端沉降、桩端阻力及桩身轴力分布曲线的影响。其次，详细讨论了桩数、桩距变化时对群桩P-S曲线、群桩桩端沉降、群桩桩端阻力以及群桩桩身轴力分布曲线的影响。

目录

第一章 绪论

第二章 基本理论及计算模型

第三章 程序的编制与考核

第四章 单桩荷载传递机理研究

第五章 群桩荷载传递机理研究

第六章 结论

部分成果数据表

参考文献

致 谢