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CFG桩复合地基的工作性状研究

作　者: 张静
导　师: 韩晓雷
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 岩土工程
关键词: CFG桩 沉降 复合模量 有限元 抗震性能 格里菲斯理论
分类号: TU470
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


CFG桩复合地基在多层、高层、超高层以及工业厂房等工程的地基处理中被广泛应用，并已取得了非常好的工程成效和经济效益，但其相关的理论及设计方法还有待进一步完善。所以，开展CFG复合地基相关理论及工程性状研究工作无疑具有重要的工程应用价值。依据CFG桩复合地基现有的理论和应用状况，本文主要在以下几个方面进行了研究分析：首先，对复合地基现有的沉降计算方法进行了探讨，比较了各方法的优缺点，为CFG桩复合地基沉降计算选出了一种最为适合的方法，同时分别对复合地基中的复合模量、褥垫层最小厚度的确定及优化设计这三个问题进行了探讨；然后，利用ABAQUS进行了CFG桩复合地基在竖向荷载作用下的三维有限元模拟，在此主要针对不同参数（包括桩侧土模量、桩端土模量、桩长、桩模量、荷载、褥垫层厚度以及褥垫层模量），研究了由于各参数的变化进而引起的对复合地基沉降、桩土应力比及桩身轴向应力的影响，同时通过数值分析结果指明复合模量的不合理之处；其次，利用ABAQUS进行了CFG桩复合地基在水平向荷载作用下的三维有限元模拟，分别对比研究了普通桩基和复合地基之间及不同褥垫层厚度的复合地基之间的工作性状，同时对CFG桩复合地基的抗震性能做以初步探讨，定性分析了其隔震减震机理；最后，从CFG桩复合地基的两个具体工程实例入手，先进行了CFG桩复合地基的有限元模拟和复合模量表达式应用分析，然后从工程地质、水文地质、施工方面以及破坏准则-格里菲斯理论对CFG桩复合地基桩体破坏工程实例做以事故原因分析。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-18
  1.1 引言  8-10
  1.2 复合地基概述  10-11
  1.3 复合地基作用机理  11-14
    1.3.1 复合地基的加固机理  11-12
    1.3.2 复合地基的破坏模式  12-13
    1.3.3 复合地基与桩基  13-14
  1.4 CFG 桩复合地基的研究现状  14-15
  1.5 本文的主要研究内容  15-18
2 CFG 桩复合地基计算及若干问题探讨  18-32
  2.1 CFG 桩复合地基承载力计算  18-19
  2.2 复合地基的沉降计算  19-24
    2.2.1 加固区压缩量的计算  20-21
    2.2.2 下卧层压缩量的计算  21-24
  2.3 CFG 桩复合地基沉降计算  24-25
  2.4 复合模量的探讨  25-27
  2.5 CFG 桩复合地基褥垫层最小厚度的计算  27-29
  2.6 优化设计思路  29-32
3 CFG 桩复合地基的三维有限元分析  32-50
  3.1 有限元基本方程及本构关系  32-35
    3.1.1 有限单元法的概念及基本方程  32-33
    3.1.2 土体的本构模型  33-34
    3.1.3 ABAQUS 简介  34-35
  3.2 数值模拟方案  35-48
    3.2.1 基本假设  35
    3.2.2 有限元模型及模型材料参数  35-36
    3.2.3 土体的初始地应力问题  36-37
    3.2.4 有限元数值计算结果及分析  37-48
  3.3 本章小结  48-50
4 CFG 桩复合地基抗震性能的初步探讨  50-56
  4.1 引言  50-51
  4.2 水平荷载下 CFG 桩复合地基的工作性状  51-53
    4.2.1 水平荷载下 CFG 桩复合地基的三维有限元模拟及结果  51-52
    4.2.2 桩土水平荷载的分担  52-53
  4.3 地震作用下 CFG 桩复合地基的工作性状  53-55
    4.3.1 普通桩基水平抗震的缺点  53-54
    4.3.2 复合地基的抗震性状  54-55
  4.4 本章小结  55-56
5 工程实例  56-66
  5.1 工程实例一：咸阳某小区 CFG 桩复合地基的有限元模拟及复合模量表达式应用分析  56-58
    5.1.1 工程概况  56
    5.1.2 有限元模拟结果  56-57
    5.1.3 复合模量表达式应用分析  57-58
  5.2 工程实例二：西安某城中村改造（东区）工程事故原因分析  58-64
    5.2.1 工程概况  58-60
    5.2.2 工程事故原因分析  60-61
    5.2.3 破坏准则-格里菲斯理论  61-64
  5.3 本章小结  64-66
6 结论与展望  66-68
  6.1 结论  66-67
  6.2 展望  67-68
参考文献  68-72
致谢  72-74
攻读硕士学位期间发表论文  74

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 土力学、地基基础工程 > 地基基础 > 地基和基础的理论和计算
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