群桩“加筋遮帘”效应及桩土荷载分担比研究

摘要

本文通过阅读大量国内外文献的基础上，对群桩沉降现状进行了分析。 在课题组原有的荷载传递法--统一三折线模型研究基础之上，进一步考虑了群桩的“加筋遮帘”效应和低承台群桩中承台与土的接触作用。 介绍改进荷载传递法，从中来阐述群桩的“加筋遮拦”效应和桩土荷载分担比。 本文通过两桩的相互作用模型来求解表示群桩“加筋遮帘”效应的折减系数。把Poulos提出的桩与桩的相互影响系数与折减系数联系起来，从桩与桩的相互影响系数角度来分析折减系数。并把两桩模型推广至群桩，从桩的长径比、群桩距径比方面讨论群桩的荷载一沉降特性以及基桩的荷载分布。为考虑土体非线性下的折减系数，将统一三折线模型应用于群桩的“加筋遮帘”效应分析，并对土体线性与非线性情况下的折减系数进行比较。最后用一群桩模型试验来验证本文的可行性。 通过Chow&Teh的叠加法对承台一桩一土模型进行建模，将模型分解为承台-土模型和承台-桩模型，并分别进行求解。在验证广义剪切位移法适用于低承台桩基之后，求解桩身完全刚性的带台单桩的桩土荷载分担比，接着更进一步推得了考虑桩身压缩的桩土荷载分担比。从而从桩身完全刚性与不完全刚性两个角度比较了带台单桩得荷载一沉降特性。针对桩身压缩的桩土荷载分担比，分析了桩身划分单元数、桩长径比、桩土模量比以及桩端土与桩周土模量比对桩土荷载分担比的影响。将带台单桩的分析思路引入低承台群桩，求解低承台群桩的桩土荷载分担比，应用于群桩模型试验的分析。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1课题研究背景

1.2国内外研究现状

1.2.1群桩沉降研究现状

1.2.2加筋遮帘效应研究性状

1.2.3桩土荷载分担比研究现状

1.3研究思路与内容

第二章改进的荷载传递法及其应用的简介

2.1统一三折线模型

2.1.1桩侧传递函数模型

2.1.2三折线模型个阶段的划分

2.2单桩荷载传递法的统一三折线模型研究

2.2.1计算模型

2.2.2计算假设

2.2.3统一三折线解析解求解

2.3荷载传递法与杆系有限元耦合分析单桩沉降

2.3.1计算模型

2.3.2计算处理方法

2.3基于混合法的群桩沉降计算

2.3.1非线性的荷载传递模型

2.3.2平衡方程的建立

2.3.3刚度系数的确定

2.3.4计算步骤

第三章群桩的“加筋遮帘”效应研究

3.1引言

3.2土体线性下的理论推导

3.2.1广义剪切位移法

3.2.2理论假设

3.2.3计算模型

3.2.4理论求解

3.3“加筋遮帘”效应的折减系数η性状分析

3.3.1 rm取值分析

3.3.2“加筋遮帘”效应系数η与距径比S/d之间的关系

3.3.3“加筋遮帘”效应系数η与长径比L/d之间的关系

3.3.4“加筋遮帘”效应系数η与泊松比v之间的关系

3.3.5折减系数η与桩与桩的相互影响系数α之间的关系

3.3.6群桩性状分析

3.4土体非线性下的“加筋遮帘”效应研究

3.4.1理论推导

3.4.2比较侧阻线性与非线性之间值的差别

3.4.3实例验算

3.5本章小结

第四章低承台群桩的桩土荷载分担比研究

4.1引言

4.2广义剪切位移法对低承台桩基的适用性

4.3带台单桩桩身完全刚性理论推导

4.3.1分析模型与基本假设

4.3.2理论求解

4.4带台单桩考虑桩身压缩的理论推导

4.5性状分析

4.5.1荷载—沉降曲线

4.5.2P/GsWtr0～L/r0荷载沉降特性

4.5.3桩项荷载与桩端荷载的关系

4.5.4桩土荷载分担比n与桩长径比L/ r0的关系

4.5.5桩顶荷载分担比n与Ep/Es的关系

4.5.6桩顶荷载分担比n与桩周土层模量的关系

4.6低承台群桩的桩土荷载分担比研究

4.6.1计算模型与理论假定

4.6.2理论求解

4.6.3桩土荷载分担比

4.7实例验证

4.8本章小结

第五章结论与展望

5.1本文主要结论

5.2进一步研究工作的展望

参考文献

致谢