深厚软土地区长短桩复合地基工程性状研究

摘要

长短桩复合地基应用于实际工程已经越来越普遍，如何对其进行合理的计算已逐渐成为工程界所关注的问题，但到目前为止，对长短桩复合地基的基本机理和工程性状的认识还不够深入，也尚未形成比较完善的的设计理论和计算方法。本文采用有限元法结合现场监测对长短桩复合地基性状展开研究。主要工作如下： 1.总结国内外关于长短桩复合地基桩土相互作用理论的研究及当前不同刚柔性桩组合复合地基在实际工程的应用情况，分析已有各种复合地基和长短桩复合地基沉降计算方法并比较各种计算方法的优缺点，并针对有深厚软土地区的实际情况对现有沉降计算公式进行修正。 2.简要介绍有限元程序(ABAQUS)的功能和使用，对该程序中用于岩土问题的本构模型和土的固结问题进行分析，然后通过一维固结问题的理论解和解析解比较及复合地基静载试验模拟和现场试验比较，检验ABAQUS用于岩土工程问题的合理性。 3.利用有限元程序(ABAQUS)对长短桩复合地基性状进行大量的三维弹塑性分析，研究各种参数(如长桩的长度、短桩的长度和刚度、垫层的厚度等)对长短桩复合地基固结性状的影响，并通过对计算的结果进行归类总结，获得对长短桩复合地基的设计和施工有参考价值的结论： (1)短桩复合地基设计时，短桩模量、短桩长度、长桩长度、垫层厚度都存在一个最佳值，应合理选择以上参数； (2)当短桩模量在最佳值以内，下卧层的变形及孔压受其的影响较小。因此可以通过增加短桩的模量来提高地基承载力，而不必担心由此引起下卧层变形的增加； (3)长短桩复合地基中无论是短桩还是长桩的长度增加，会将荷载往深处传递。下卧层的变形随长桩的长度增加而明显增加 (4)长短桩复合地基的固结速率很快，但其性状受很多因素影响。 4.根据某工程实例的现场实测数据，分析刚柔性长短桩复合地基在实践中应用的效果，对工程中的桩土应力、桩土应力比、荷载分担比及孔隙水压力随时间和荷载变化的发展规律进行分析总结，为以后该类型地基的理论研究和设计提供参考。 本文分析结果表明，影响长短桩复合地基性状的因素很多，因此，应具体分析工程中遇到的实际地基处理问题，进行优化设计，以达到经济合理的目的。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2复合地基研究应用发展情况及现状

1.2.1按沉降控制桩土复合地基的应用和发展

1.2.2刚柔性长短桩复合地基理论研究及工程应用现状

1.3本文的主要工作

第二章长短桩复合地基的沉降计算

2.1引言

2.2长短桩复合地基复合模量和附加应力的计算

2.2.1长短桩复合地基复合模量的计算

2.2.2长短桩复合地基附加应力的分析和计算

2.3长短桩复合地基沉降计算方法

2.3.1复合地基沉降计算方法

2.3.2现有长短桩复合地基沉降计算方法

2.4长短桩复合地基沉降计算公式的修正

2.4.1长短桩复合地基沉降计算原理

2.4.2附加应力作用平面的选取依据

2.4.3刚柔性长短桩复合地基沉降计算新方法

第三章ABAQUS在岩土工程方面的应用及验证

3.1引言

3.2 ABAQUS程序介绍

3.2.1各模块介绍

3.2.2 CAE特征及功能介绍

3.3 ABAQUS中关于土本构关系的应用介绍

3.3.1扩展Druckder-Prager模型

3.3.2 Mohr-Coulomb塑性模型

3.3.3修正Drucker-Prager模型/Cap塑性模型

3.3.4极限状态(粘土)模型

3.4 ABAQUS在岩土工程方面的应用实例

3.4.1天然地基一维固结问题分析

3.4.2复合地基静载试验有限元模拟

第四章长短桩复合地基性状有限元分析

4.1引言

4.2长短桩复合地基有限元分析模型

4.2.1基本假定

4.2.2基本计算模型

4.2.3基本模型的计算参数

4.2.4有限元计算模型

4.3有限元计算结果分析

4.3.1垫层对长短桩复合地基性状的影响

4.3.2短桩模量变化对长短桩复合地基性状的影响

4.3.3长桩长度变化对长短桩复合地基性状的影响

4.4长短桩复合地基有限元性状分析小结

第五章工程实例分析

5.1概述

5.2工程概况

5.3刚柔性长短桩处理方案的选取

5.4现场大型静载试验监测结果分析

5.4.1试验目的

5.4.2试验基本情况

5.4.3刚柔性桩复合地基竖向承载力分析

5.4.4刚柔性桩复合地基静载试验中桩土应力测试及分析

5.5施工过程现场监测结果分析

5.5.1刚柔性复合地基施工过程桩土应力监测结果分析

5.5.2刚柔性复合地基施工过程桩土应力比和桩土荷载分担比发展规律分析

5.6刚柔性复合地基现场大型静载试验和施工过程中应力发展规律比较

5.7现场施工过程孔隙水压力监测成果分析

5.8工程监测成果分析小结

第六章结论与建议

6.1主要结论

6.2主要建议

参考文献

致谢