刚性桩复合地基在水平荷载作用下的工作性状研究

摘要

近几年刚性桩复合地基在国内得到大量应用，一些地区已开始在高层建筑中应用，取得了显著的经济效益和社会效益。但是由于褥垫层的加入，使得刚性桩复合地基在水平荷载作用下的工作机理变得非常复杂。本文以室内试验为基础并利用数值分析方法，对刚性桩复合地基在水平荷载作用下的工作性状进行了研究，主要完成了以下工作： 就目前对刚性桩复合地基的研究现状作了简要介绍，分析阐述了急需解决的问题。本文以室内试验为基础，完成试验共计6组，对刚性桩复合地基的桩顶、桩身以及褥垫层顶部水平位移进行了较全面的量测；又利用三维有限元方法进行模拟。分析了不同褥垫层厚度、不同竖向荷载对水平荷载作用下的桩顶、桩身及褥垫层顶部水平位移的影响，揭示了基础-褥垫层-桩在水平荷载作用下的相互作用机理。 经研究发现，褥垫层厚度的变化对桩顶水平位移有较大影响，褥垫层越厚，桩顶水平位移越小；竖向荷载的大小对桩顶水平位移也有影响，当水平荷载相同时，竖向荷载越大，桩顶水平位移越小；竖向荷载的大小对褥垫层顶部极限位移影响很大。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.2.1竖向荷载作用下刚性桩复合地基较系统的研究

1.2.2水平荷载作用下刚性桩复合地基的研究

1.3本文主要工作

第二章室内试验研究

2.1试验目的及要求

2.1.1试验目的

2.1.2试验要求

2.2试验概况

2.3试验方案及试验内容

2.3.1试验方案

2.3.2测试内容

2.3.3试验加载、卸载系统及终止加载条件

2.4试验结果分析

2.4.1褥垫层厚度对桩顶水平位移的影响

2.4.2施加竖向荷载不同对桩顶水平位移的影响

2.4.3不同竖向荷载及褥垫层厚度对褥垫层顶部结构水平位移的影响

2.4.4对土压力盒数值的分析

2.5本章小结

第三章有限元理论

3.1有限元基本理论

3.1.1有限单元法的发展概况

3.1.2有限单元法的基本原理和基本步骤

3.1.3空间8节点等参数单元

3.2非线性材料的本构方程及求解

3.2.1 Drucker-Prager(D-P)模型

3.2.2非线性方程组的求解

3.3 ABAQUS有限元分析软件介绍

3.3.1 ABAQUS中的本构模型

3.3.2 ABAQUS中的接触

3.3.3 ABAQUS中的单元

3.3.4 ABAQUS使用概述

第四章三维有限元模拟分析

4.1模拟工况简介

4.2结果分析

4.2.1褥垫层厚度对桩顶水平位移的影响

4.2.2竖向荷载大小对桩顶水平位移的影响

4.3基本算例一

4.3.1模拟工况简介

4.3.2算例一结果分析

4.4基本算例二

4.4.1模拟工况简介

4.4.2算例二结果分析

4.5两个基本算例的比较

4.6小结

第五章总结和建议

5.1本文成果

5.2研究展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致 谢