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复合桩基桩土共同作用性状研究

作　者: 张国亮
导　师: 朱向荣
学　校: 浙江大学
专　业: 岩土工程
关键词: 复合桩基三维非线性有限元附加应力沉降荷载分担比本构模型
分类号: TU470
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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引　用: 9次
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内容摘要

随着我国经济迅速发展，基础设施大量兴建，怎样在各类工程建设中节省有限的资源对我国这样一个发展中国家有重要意义。复合桩基因能大量减少桩数的布置，而具有良好的经济效益和广阔的应用前景，已成为广大岩土工作者的研究热点。几十年来，国内外的专家学者对这一课题进行了大量的研究，但是仍未能形成比较完善的设计理论和计算方法，对复合桩基桩土共同作用的力学性状还需作进一步的研究和探讨。复合桩基考虑桩—筏—土共同作用时涉及到很多因素，在实际工程中，因缺乏足够的资料而难以在设计中得到体现。本文通过ABAQUS程序建立三维非线性有限元模型，分析了不同位置、不同桩间土厚度、不同桩间距、不同桩身弹性模量、不同土变形模量和不同承台厚度等参数作用下基础的工作性状，对实际工程中复合桩基的设计提供指导，使设计更加符合实际情况。对按照复合桩基理论设计的绍兴某工程进行了现场试验，测试了桩、土应力和建筑物沉降。测试结果表明，复合桩基完全能够满足建筑物的使用要求，达到了预期的效果，并且使工程的造价大幅下降，取得了显著的经济效益和社会效益。当上部荷载较大时，土体会进入塑性状态，因而在分析时合理的选用土体本构模型，对提高计算的精度有重要意义。本文根据该工程的地质条件和基础形式，对土体分别采用Drucker-Prager模型、Mohr-Coulomb模型和剑桥模型进行有限元计算和比较分析，计算显示应用这几种模型所得结果都能较好的符合工程实测情况。目前已有的复合桩基设计理论中，对桩数的确定尚未形成一种统一有效的方法，有的设计人员在设计时仍按承载力控制来确定。本文依托该工程，模拟分析了在复合桩基承台下布置不同数量的桩及按常规桩基理论设计此工程时的一些力学性状，并对结果进行对比，得出了一些有价值的结论。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
主要符号与说明  9-10
第一章绪论  10-19
  §1．1 引言  10-11
  §1．2 研究应用现状  11-17
    §1．2．1 桩土共同作用分析方法  11-14
    §1．2．2 复合桩基国外研究应用现状  14-15
    §1．2．3 复合桩基国内研究应用现状  15-17
  §1．3 本文主要工作与创新点  17-19
第二章土的弹塑性理论和本构模型  19-28
  §2．1 引言  19
  §2．2 屈服面和破坏面  19-21
  §2．3 理想弹塑性本构方程的普遍表达式  21-22
  §2．4 土的理想弹塑性模型  22-25
    §2．4．1 Mohr-Coloumb模型  22-24
    §2．4．2 Drucker-Prager模型  24-25
  §2．5 剑桥模型  25-27
  §2．6 本章小结  27-28
第三章有限单元法及ABAQUS程序介绍  28-36
  §3．1 引言  28
  §3．2 有限单元法介绍  28-32
    §3．2．1 有限单元法的发展  28-29
    §3．2．2 八节点六面体等参数单元  29-32
  §3．3 ABAQUS 6.4程序介绍  32-34
    §3．3．1 各模块介绍  32-33
    §3．3．2 CAE特征及功能介绍  33
    §3．3．3 应用领域和分析范围  33-34
  §3．4 本章小结  34-36
第四章复合桩基非线性有限元分析  36-55
  §4．1 引言  36
  §4．2 有限元计算模型及计算参数  36-38
  §4．3 计算结果分析  38-53
    §4．3．1 复合桩基的沉降特性  38-45
    §4．3．2 土中的附加应力  45-50
    §4．3．3 桩土荷载分担比  50-53
  §4．4 本章小结  53-55
第五章工程实例研究  55-75
  §5．1 引言  55
  §5．2 工程实例  55-64
    §5．2．1 工程概况  55-56
    §5．2．2 桩土应力测试  56-57
    §5．2．3 沉降观测  57-64
  §5．3 三维非线性有限元计算比较  64-73
    §5．3．1 土本构模型比较  64-69
    §5．3．2 不同桩数比较  69-73
  §5．4 本章小结  73-75
第六章结论与建议  75-77
  §6．1 本文主要结论  75-76
  §6．2 进一步工作的建议  76-77
参考文献  77-81
致谢  81-82
作者简介  82

复合桩基桩土共同作用性状研究

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