群桩横向力学响应的三维有限元数值分析

摘要

目前,对水平荷载作用下群桩工作性状的研究,大多通过模型试验或原位试验分析以及在种种假设条件下的理论研究来进行。桩—土相互作用机理错综复杂,影响因素较多,随机性很大,尽管国内外在这方面的研究资料很多,但都具有一定的局限性。随着计算技术和数值方法的不断发展和完善,使得有限元技术在水平受荷群桩工作性状的研究中,得到了越来越多的应用。有限元法可以比较真实地模拟地基与桩基础的工作状态,能够处理各种复杂的几何形状和荷载形式,并考虑地基土的非线性特点等。
　　本文首先归纳了目前水平受荷群桩的主要分析方法,并分别对其进行了较详细的讨论,阐述了这些方法的优缺点及使用范围。
　　然后,本文采用有限元软件ANSYS,结合Saito(1993)所做原位试验,对群桩横向力学非线性响应,进行了三维有限元数值模拟。计算模型中,考虑了土体的材料非线性、桩-土界面状态非线性等因素。验证了模型的正确性。同时,本文对群桩在水平荷载作用下各桩的桩身侧移、桩身弯矩、荷载分担等群桩工作性状进行了研究。并将ANSYS计算结果与m法计算结果进行比较,计算结果表明,三维有限元数值模拟更能反映桩土相互作用的实际情况。
　　就水平受荷群桩基础而言,其工作性状受桩距、桩长和桩径,土体参数等因素的影响。本文在模型正确的基础上,进一步讨论了桩距、桩长、桩径、土体性质等因素,对水平受荷群桩基础工作性状的影响,得到了一些有益的结论,该结论对水平受荷群桩基础的设计和工程应用,具有较好的指导意义。

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第一章 绪 论

1.1 引 言

1.2桩基础概述

1.3国内外研究工作情况的发展

1.4本文的主要研究内容

第二章 基于弹性地基反力法的群桩—土相互作用研究

2.1引言

2.2“m”法的基本假定[45]：

2.3“m”法计算

2.4 算例

2.5本章小结

第三章 群桩横向力学响应的三维有限元数值模拟

3.1引言

3.2 群桩三维有限元模型的建立

3.3模型验证

3.4有限元计算结果与m法的比较

3.5群桩工作性状的分析

3.6本章小结

第四章 水平受荷群桩工作性状的参数分析

4.1 引言

4.2 计算方案

4.3 改变参数对群桩工作性状的影响

4.4 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

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