CM复合桩基础现场试验仿真模拟及工程的沉降预测分析

摘要

随着社会经济的发展，CM复合桩基础成为土木及水利工程中的新型基础形式之一，其研究成果也不断出现。由于CM复合桩基础的现场试验比较少，国内外更多的是通过室内试验研究其工作性状，而且试验条件很难与实际工程相吻合，所以其结果具有一定的局限性。如何通过现场试验的结果预测将来实际工程的基础沉降问题是一个需要深入研究的问题。 本文首先回顾了前人的一些研究成果，总结了国内外CM复合桩基础的发展现状。结合CM复合4桩地基现场试验，通过有限元ANSYS软件进行模型仿真模拟。本文采用三维实体建模，按照实际工程模拟几何尺寸、土体参数、约束和加载过程。对长桩、短桩以及土层在荷载作用下的位移和应力等进行了研究，并对作用机理加以分析。计算结果与实测数据比较两者基本吻合，说明计算模拟的方法能够真实的反映实际试验的情况，为下一步工作奠定了基础。 本文针对实验计算模型的结果，用灰色理论对基础的沉降做了分析，找到了桩基础沉降的规律，并建立了能够反映桩基础沉降的函数公式。 最后本文又建立了9桩复合地基，并利用ANSYS模拟分析了9桩地基在荷载作用下的性状，并将分析结果与4桩地基的计算结果做了对比分析，从中找出了不同桩数下长、短桩以及土层的位移和应力的内在联系。分析结果表明两种模型在相同单位荷载下变化趋势基本相同，说明灰色预测函数可以用来描述9桩基础沉降。最后利用灰色预测函数对9桩基础沉降做了预测，并用ANSYS的模拟数值验证了预测数据的有效性。 研究成果表明在软基中CM复合桩基础能够做为土木及水利工程的基础，通过原型试验可以得到基础沉降的规律函数，这个函数可以用于实际工程群桩基础的基础沉降预测，有实际工程价值。

目录

文摘

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声明

第一章绪言

1.1引言

1.2 CM三维复合地基的概念

1.3 CM三维复合地基的特性及优势

1.4 CM三维复合地基的理论研究现状

1.5本文研究的内容

第二章桩基沉降的研究现状

2.1 桩基沉降影响因素简介

2.2桩基沉降的数学计算方法

2.2.1荷载传递分析法

2.2.2分层总和法

2.2.3弹性理论法

第三章CM复合地基有限元分析理论简介

3.1引言

3.2土体的单元类型及本构模型

3.2.1土体单元类型

3.2.2土体本构关系

3.2.3桩体模型

3.3有限元法解题的步骤

第四章 现场试验的ANSYS模型分析

4.1工程试验

4.1.1工程概况

4.1.2 CM复合地基方案

4.1.3地基各土层的物理性质

4.1.4 CM复合地基的试验

4.2 ANSYS实体建模

4.2.1有限元模型的参数的选取

4.2.2有限元模型的建立

4.3 ANSYS桩基础模型的工作性状研究

4.4模拟数据和实测结果的对比分析

4.5本章小结

第五章灰色理论及工程的沉降预测

5.1 灰色系统的基本概念及其基本原理

5.1.1灰色系统的基本概念

5.1.2灰色系统的基本原理

5.1.3灰色系统理论的主要内容

5.1.4几种不确定性方法的比较

5.2灰色系统建模

5.2.1五步建模思想

5.2.2灰色微分方程

5.2.3 GM(1，1)模型

5.2.4 GM(1，1)模型的评价

5.3 CM复合地基的灰色模型建立

5.3.1 CM复合地基GM(1，1)模型

5.3.2 CM复合地基等维新息模型

5.4灰色预测数据的计算

5.5 9桩地基与4桩地基在荷载作用下的性状对比分析

5.5.1 9桩地基ANSYS模型的建立

5.5.2 9桩基础在荷载作用下的性状分析

5.5.3工作荷载作用下9桩地基的沉降预测

第六章结论与展望

6.1主要结论

6.2展望

参考文献

发表论文及参加科研情况

致谢