基于Mindlin应力解下桩筏基础应力分析与沉降计算

摘要

目前，桩筏基础在工程中的应用已经比较普遍了，而桩筏基础的受力状态十分复杂，至今还没有准确的描述来考虑不同情况下地基的反应。要准确分析基础以下地基的附加应力和沉降的反应，就要全面考虑上部结构、筏板与地基土的相互作用。 本文在地基附加应力和沉降分析时，建立了桩筏基础的整体分析模型，基桩对基础板的作用被等效为一个点弹簧，通过单桩的沉降确定群桩中单桩的刚度，用四结点四边形等参单元对筏板进行分析，并用逐次逼近、逐次迭代的方法求解附加应力和基础沉降，避免了对刚度的非理性调整。对刚度调整时，不但考虑了基础的作用，还考虑了上部结构刚度的作用。 作者在考虑筏板和上部结构刚度(主要是剪力墙)对群桩沉降作用的情况下，编制了上部结构以及筏板作用下的群桩应力和沉降计算软件。该软件有方便直观的操作界面，便于读者使用。在计算时，利用Mindlin应力解的积分结果来计算群桩基础的沉降。计算结果可以得出群桩基础等沉降和等附加应力分布图以及各点的沉降值和竖向附加应力值，还可以绘制平面某点处竖向附加应力随深度变化的曲线图。运用编制的群桩基础计算软件计算分析了竖向荷载作用下筏板下群桩的附加应力和沉降反应，分析了Mindlin应力解下不同影响因素的变化对群桩基础的影响。同时对不考虑筏板作用和考虑筏板作用下的群桩基础的附加应力和沉降进行了对比分析。 最后，通过一个具体实际工程，运用编制的软件分析，得出了群桩沉降的结果，并将本文的计算方法与规范法和其他的桩筏基础分析方法进行了比较，从而使读者对几种沉降计算方法，尤其是Mindlin法，有一个更加深刻地认识和把握，同时说明了Mindlin应力解运用于基础沉降分析更加符合桩基沉降的实际情况，具有广阔的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1概述

1.1.1桩的荷载传递机理

1.1.2群桩作用对桩土共同作用的影响

1.1.3基础-桩-土共同作用的性状

1.2桩筏基础沉降理论的发展及研究现状

1.2.1桩筏基础的特点

1.2.2桩筏基础沉降理论的研究现状

1.2.3高层建筑与地基基础共同作用的研究现状

1.3目前桩筏基础沉降理论研究工作的不足

1.3.1目前研究的遇到的困难和不足

1.3.2工程设计中的处理

1.3.3实际研究中的困难

1.4本文的主要研究内容

第二章 板弯曲问题的有限元法

2.1引言

2.2有限元法的基本思想

2.3板弯曲问题的有限元法

2.3.1薄板的基本假设

2.3.2基本方程

2.3.3薄板矩形单元

第三章 桩筏基础沉降计算软件简介及程序说明

3.1引言

3.2 Mindlin应力解的计算原理

3.3筏板的分析模型

3.4桩-筏变形协调过程

第四章 群桩基础应力和沉降分析

4.1引言

4.2筏板对群桩基础的影响

4.2.1筏板刚度的影响

4.3考虑筏板作用与不考虑筏板作用的对比

4.4群桩基础Mindlin应力解的主要影响因素

4.4.1桩距径比Sa／d的影响

4.4.2桩长径比L／d的影响

4.4.3地基土泊松比v的影响

4.4.4桩端分担比α的影响

4.4.5侧阻分担比β的影响

第五章 工程算例分析

5.1引言

5.2工程算例分析

5.2.1工程概况

5.2.2场地工程地质概况

5.2.3 Mindlin应力公式计算

5.3不同计算方法下沉降值的对比

5.3.1分层总和法

5.3.2 Geddes法

5.3.3简化估算法

5.3.4实测结果

5.3.5不同方法对比

第六章 结论与建议

6.1结论

6.2进一步工作的建议

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢