多层地基桩的荷载传递分析

多层地基桩的荷载传递分析

一、多层地基中桩的荷载传递分析(论文文献综述)

王英华[1](2021)在《硬软互层泥岩地质条件下的微型桩复合地基模型数值模拟研究》文中认为随着广西首府南宁市城市基础建设的蓬勃发展,南宁市涌现出大量高层建筑及大荷载构筑物。此类高、重、大的建(构)筑物所涉及的基础工程问题日益复杂,其对持力层的要求也越来越高;因第四系松散沉积层上的浅层地基无法承受如此大的上部结构荷载,进而第三系泥岩层取代了以往的第四系地层作为主要的地基持力层。由于第三系泥岩生成及赋存环境的特殊性,加之后期人类活动扰动等各类因素相互作用下,使得其试验参数离散性、变异性很大,实践中其力学特性往往表现出很大的不确定性与模糊性。第三系泥岩中的硬软互层或夹层层理构造泥岩,具有更复杂的力学特性,硬软互层中的软层泥岩对地基强度和变形影响特别大;加之硬软互层泥岩相关理论研究现阶段并不太成熟,地区性条例与规程也不多见,若仅仅套用一般规范和经验,一味地采用深挖及桩基,就使得浅部的泥岩承载力得不到应有的发挥;而深基坑及深桩基施工中又有水的不利作用及人工扰动,常有泥岩持力层承载特性发生较大变化的隐患出现,这就给施工带来很大的困难及重大浪费。鉴于此,本文提出用干钻植入注浆微型钢管桩来加固处理硬软互层泥岩地基的设计理念与方法,并对此微型桩复合地基工程特性进行了分析研究。本文以某高层筏基的微型桩复合地基设计为例,计算出合适的桩长及地基沉降计算深度值,以此为依准,建立四组36个桩单元地基模型;先用分层总和法公式分别算出四组天然地基和两组微型桩复合地基的沉降值,再从36个桩单元地基模型中选取30个进行建模,并用ABAQUS有限元软件进行分析验证,从模拟结果的对比分析中揭示微型桩与泥岩的相互作用机理。桩单元小筏基模型研究后又拓展到大筏基模型的研究,在对多个大筏板地基模型的分析中得出其地基沉降性状。研究表明微型桩复合地基相对于原天然地基的承载能力有较大提高,控制沉降变形也有较好效果,采用注浆微型钢管桩处理此特殊泥岩地基是可行的,能达到预期目的。研究还得出:小尺寸基础下浅层硬软互层泥岩天然地基的强弱变化越快均匀性越差,其承载力越低,沉降变形越大;大筏板下深厚硬软互层泥岩天然地基的均匀性对沉降变形影响不大;桩端持力层的强弱对复合地基的承载力及沉降变形都有一定影响;增加桩长对控制沉降比较有效;筏基的差异沉降明显,中部大、周边小;微型桩桩身受力复杂,要注意桩身强度足够等一些规律,以期为工程实践提供参考。

王博林[2](2021)在《湿陷与膨胀地基中基桩竖向承载特性及新型套管桩技术研究》文中研究指明我国分布着各种类型工程性质迥异的特殊土,其中,湿陷性黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性对工程构筑物的危害最为严重。为减小地基变形对上部结构的影响,湿陷性黄土、膨胀土地区建(构)筑物常采用桩基础,但由于湿陷性黄土、膨胀土地基中桩-土相互作用的复杂性,如果设计不当,膨胀土地基中的基桩将受到土体膨胀产生的上拔力,可能拉断基桩甚至导致上部构筑物发生严重抬升;此外,湿陷性黄土地基中的基桩由于土体湿陷会在桩身产生负摩阻力,使基桩产生附加沉降。因此,研究这两类特殊土地基中基桩的承载特性与计算方法,可为桩基础的设计提供参考,另外,为减小此类特殊土地基变形对基桩的危害,新型主动隔离技术成为目前岩土工程界关注的焦点。本文在总结国内外该领域研究现状的基础上,进行了湿陷性黄土、膨胀土模型试验中相似材料的制备技术研究,得到了能够控制膨胀率及湿陷系数的相似材料。应用制备的相似材料,设计了膨胀土地基中无套管基桩与新型套管桩的室内模型试验,分析了膨胀地基中基桩的承载特性,采用剪切位移法,考虑膨胀土的膨胀特性,得到了膨胀土地基中单桩荷载传递规律的解析解,并验证了新型套管桩处理膨胀土地基的可行性与效果。结合湿陷性土地基中基桩与涂层基桩的模型试验,对湿陷性土中基桩的承载特性进行了研究,提出了基于室内与现场试验的负摩阻力分布的计算方法。最后,依托湿陷性土地基中新型套管桩模型试验,对湿陷性土层中隔离负摩阻力的新型套管桩的承载特性与应用前景进行了研究。主要的研究内容及成果如下:(1)选取砂、膨润土、石膏作为基本材料,进行了膨胀土相似材料的制备与配比研究。采用侧限无荷膨胀试验,研究了膨胀土相似材料不同质量配比下混合物的膨胀特性,并对各组分含量与膨胀率的关系进行了分析;利用侧限有荷膨胀试验结果,对膨胀率进行非线性拟合分析,提出膨胀率与垂直压力呈对数曲线关系式。揭示了黏粒含量、初始干密度、初始含水率对膨胀土相似材料混合物膨胀率的影响。试验结果表明,砂:膨润土:石膏(质量配合比)为8:9:3时,膨胀土相似材料具有显着的吸水膨胀特性,最大膨胀率可达到30%以上,且该配比下混合物中土体骨架占比合理并易于实验室制备。(2)选取砂、石英粉、膨润土、石膏、工业盐作为湿陷性黄土相似材料的基本材料,通过不同配比下混合物常规物理力学试验及湿陷试验发现,砂:石英粉:膨润土:石膏:工业盐(质量配合比)为0.25:0.3:0.3:0.1:0.05时,混合物的干密度、最优含水率、最大干密度、黏聚力、内摩擦角、湿陷系数等指标均接近于天然黄土的相关指标,可作为湿陷性黄土相似材料。(3)结合某实际工程中采用新型套管桩解决地面膨胀的问题,设计了膨胀土地基中无套管基桩与新型套管桩嵌入膨胀土地基中的室内模型试验。通过新型套管桩嵌入膨胀性土中的试验,分析了膨胀性土的膨胀量、内外桩竖向位移以及内外桩轴力等的变化规律,验证了其处理地面膨胀病害的可行性。基于剪切位移法,从桩-土相互作用的机理出发,考虑桩周土体膨胀影响,采用试验结果提出膨胀率与垂直压力的对数曲线的关系式,利用弹性理论推导了膨胀土地基中单桩荷载传递规律的微分方程,并得到了桩身轴力的理论解答,与前述模型试验中基桩的轴力实测值进行了对比分析,结果表明此计算方法可较好地计算膨胀性土层中基桩的桩身轴力。(4)通过湿陷性土地基中基桩与沥青涂层基桩模型试验,对湿陷性土中基桩的承载特性进行了研究。基于室内试验与调研现场试验结果,对负摩阻力的分布特性、中性点的位置、最大负摩阻力的大小等进行了分析,提出了三角形负摩阻力分布的计算方法,并与现场试验、模型试验结果进行了对比分析。结果表明,采用三角形法负摩阻力分布形式,中性点深度取湿陷土层厚度的0.40~0.65倍,最大负摩阻力取平均负摩阻力的2倍,计算所得下拉荷载与实测值较为接近,且误差较小。通过对沥青涂层基桩桩侧摩阻力的分析发现,在中性点以上采用沥青涂层的方法,可减小负摩阻力25%左右。(5)开展了湿陷性土地基中新型套管桩模型试验,采用人工制备湿陷性黄土填筑模型,进行套管桩竖向承载特性模型试验研究。通过浸水前后基桩承载特性和土体湿陷变形研究,分析了新型套管桩桩身轴力、桩侧阻力、负摩阻力等变化规律,探讨了新型套管桩基础竖向承载机理与负摩阻力发展规律,研究结果可为湿陷性黄土地基中新型套管桩技术的应用提供理论支撑。

曹耿[3](2021)在《井筒式地下连续墙桥梁基础变位与承载力研究》文中认为井筒式地下连续墙是一种新型的桥梁基础形式,具有整体刚度大、承载力高和抗震能力强的优越性能;然其荷载传递机理复杂,承载性状不明确以及计算方法不成熟,制约了这种基础形式的发展应用。目前,水平变位主要采用八弹簧和四弹簧计算方法(分别针对刚性和弹性井筒式地下连续墙);竖向沉降主要采用荷载传递法;这些计算方法均基于Winkler地基模型,将墙侧土体视为弹簧。Winkler弹簧模型简洁方便,但具有很强的经验性,不能揭示土体的连续性、基础尺寸效应以及地基横观各向同性特性的影响。此外,针对井筒式地下连续墙基础动力响应的理论计算方法以及组合荷载作用下地基承载力的研究尚未见报道。因此,本文基于改进Vlasov地基模型,提出了矩形截面井筒式地下连续墙基础水平和竖向受荷响应的计算方法,提示了水平和竖向土抗力的产生机理;建立了组合荷载作用下地基承载力包络面,可判定其在荷载空间内的稳定性。本论文的主要研究内容包括以下几个方面:(1)基于改进Vlasov地基模型,建立了井筒式地下连续墙基础水平受荷响应半解析解。根据水平静荷载作用下矩形截面井筒式地下连续墙-土体系的相互作用,基于墙土位移协调特性,将墙土视为完全接触的连续体,提出了墙土体系的水平位移模式。基于铁木辛柯梁模型和水平位移模式,分别建立了各向同性和横观各向同性地基中墙-土体势能泛函,根据最小势能原理得到了墙-土体系水平位移模式中未知函数的控制方程和边界条件。引入转换函数对地下连续墙水平位移函数和弯曲转角函数耦合控制方程进行解耦。建立了墙体的水平土抗力计算模型,阐释了水平土抗力的产生机理。引入迭代算法对地下连续墙水平位移函数和土体位移衰减函数进行解耦并求解。通过算例验证了计算理论和程序的正确性,并研究了各向同性地基中土芯、矩形截面尺寸、地下连续墙厚度以及横观各向同性地基性质对井筒式地下连续墙水平受荷响应的影响。(2)基于改进Vlasov地基模型,建立了井筒式地下连续墙基础竖向沉降半解析解。根据墙土位移协调特性,将墙与土视为完全接触的连续体,提出了墙-土体系的竖向沉降位移模式。基于竖向位移模式和“虚土桩”模型分别建立了各向同性和横观各向同性地基中井筒式地下连续墙和土体势能泛函,根据最小势能原理得到了竖向位移模式中未知函数的控制方程和边界条件。建立了墙体竖向侧阻力计算模型,阐释了竖向侧阻力产生机理。引入迭代算法对地连续墙竖向位移函数和土体位移衰减函数进行解耦并求解。研究了各向同性地基中土芯率、矩形截面尺寸及横观各向同性地基性质对竖向位移、轴力和侧阻力的影响。(3)基于改进Vlasov地基模型,建立了井筒式地下连续墙基础水平受荷动力响应的半解析解。根据水平动荷载作用下矩形截面井筒式地下连续墙-土体系的相互作用,提出了墙-土体系分离变量形式的动水平位移模式。基于铁木辛柯梁模型和水平位移模式分别建立了各向同性和横观各向同性粘弹性地基中墙-土体系的能量泛函,根据哈密尔顿变分原理得到了墙-土体系水平运动控制方程及边界条件。引入转换函数对地下连续墙水平位移函数和弯曲转角函数耦合控制方程进行解耦。建立了墙体水平动荷载作用下土抗力计算模型,阐释其产生机理。引入迭代算法对地连续墙水平位移函数和土体位移衰减函数进行解耦并求解。通过算例验证了计算理论和程序的正确性。研究了各向同性地基中井筒式地下连续墙厚度(土芯率)、截面尺寸以及横观各向同性地基性质对井筒式地下连续墙墙顶复刚度的影响。(4)基于改进Vlasov地基模型,建立了井筒式地下连续墙基础竖向受荷动力响应的半解析解。依据竖向动荷载作用下矩形截面井筒式地下连续墙土体系的相互作用,提出了墙-土体系分离变量形式的竖向位移模式。基于“虚土桩”模型和竖向位移模式分别建立了各向同性和横观各向同性粘弹性地基中墙-土体系的能量泛函,根据哈密尔顿变分原理得到了墙体、土柱和土体竖向运动控制方程和边界条件。建立了墙体竖向动侧阻力计算模型,阐释其产生机理。引入迭代算法对地连续墙竖向位移函数和土体位移衰减函数进行解耦并求解。通过算例验证了计算方法的正确性。研究了各向同性地基中土芯率、矩形截面尺寸、墙底土层模量和厚度以及横观各向同性地基性质对井筒式地下连续墙竖向墙顶复刚度的影响。(5)通过有限元模型固定位移比加载方法,建立了不同高宽比、墙土摩擦系数、竖向荷载比情况下的地基水平—弯矩(H-M)承载力包络线。将本文计算的浅基础承载力系数与文献结果对比验证了本文墙土接触模型建模的准确性。通过固定位移比加载方法(Probe test)得到了浅基础地基承载力包络线,并与文献经典包络线对比,验证了加载方法的正确性。分析了井筒式地下连续墙高宽比、墙土摩擦系数和竖向荷载比对包络线的影响。

杨怡青[4](2020)在《自重固结影响下吹填土中桩基负摩阻力及承载力分析》文中研究说明伴随着经济的高速发展,沿海地区吹填造陆工程愈来愈多。吹填土的高压缩、低渗透等特性使得吹填工程在竣工后仍可能会出现颇大的工后沉降,致使其对工程安全性和可靠性存在极大的威胁。由于吹填土的低渗透性,吹填场地在自重及外荷载下发生固结变形的时间一般均较长,其必然对场地内的桩基础承载力特性产生较大影响,尤其是负摩阻力特性方面。针对此种工况下产生的桩基负摩阻力,学者们采用各种方法对其进行研究,得到了桩基负摩阻力随深度变化的数值解、解析解等。但桩侧摩阻力实际上是随时间和深度同时变化的变量,目前鲜有能够同时考虑随时间及深度变化的桩基负摩阻力计算解析解。本文利用双层地基及成层地基固结解答与桩身受力分析结合,建立桩土相互作用模型,分别求得了不同工况下双层地基及多层地基负摩阻力随深度和时间变化的解析解答,并对桩基负摩阻力的影响因素进行分析,得出对工程有指导意义的结论。本文主要的研究内容及创新点归纳如下:(1)对于桩基负摩阻力的计算方法,本文进行了归纳分析,最终采用荷载传递分析法对桩开展受力分析。荷载传递函数选用改进的双折线函数,利用桩土相对位移将地基土固结进程与桩身承载力发挥过程紧密相连。取单元体受力分析,模拟桩土相互作用过程,建立起求解桩基负摩阻力的控制方程。(2)吹填土受自重应力的影响,工后仍有固结沉降产生,其势必对桩基承载力特性产生不利影响。本文在双层地基一维固结解的基础上,求解了双层地基受吹填土自重应力影响的固结沉降解答。建立双层地基下桩土相互作用模型及控制方程,依实际工程可能出现的工况分析,分别求得了不同工况下各层地基关于时间及深度变化的桩土相对位移、桩身摩阻力及桩身轴力解析解,给出了不同时刻中性点位置的确定方法。(3)双层地基是实际地基的一种简化等效形式,实际地基是成层分布的。本文在大面积荷载下一维分层固结解的基础上,求解了多层地基因吹填土自重应力影响的固结沉降解答。建立多层地基桩土相互作用模型及控制方程,并求得不同工况下各层地基关于时间及深度变化的桩土相对位移、桩身摩阻力及桩身轴力解析解,给出了不同时刻中性点位置的确定方法。(4)为验证解的正确性,本文将所获取的双层地基及多层地基桩基承载力随时间及深度变化的解析解与工程实测数据进行对比分析,从而确定解的可靠性。(5)吹填场地桩基承载力特性受多种因素影响,本文对时间因子、桩顶荷载、桩径及打桩时地基土固结度等因素进行了分析,得出不同因素对桩基承载特性的影响规律。

潘春雷[5](2020)在《多层建筑桩筏基础在吹填土地区的变形特性研究》文中研究表明随着各地基础建设的快速发展,土地资源越来越匮乏,我国沿海地区进行了大范围的填海造陆工程。而吹填土具有压缩性高、天然含水率大、渗透系数小以及孔隙比大等特点,在吹填土上修建多层建筑时可能会遇到承载力不足、建筑沉降过大等多种工程问题。本文以曹妃甸吹填土地区某多层建筑桩筏基础为研究对象,使用现场监测、数值模拟以及理论分析相结合的研究手段,分析了多层建筑在施工过程中桩筏基础的沉降变形规律。本文总结了桩筏基础的国内外研究现状,并对桩筏基础的承载机理、沉降计算方法、桩土相互作用和筏板分析进行了归纳。在此理论基础上,本文以曹妃甸吹填土地区的多层建筑为依托,对桩顶沉降、孔隙水压力和水平位移进行了现场监测,并对监测数据进行分析,总结了多层建筑桩筏基础的变形规律。本文使用PLAXIS 3D有限元软件对此工程进行了模拟,将模拟值与监测值进行了对比分析,研究了筏板基础和桩筏基础这两种基础形式的变形规律,探讨了桩体在其中的作用,同时研究了桩长、桩径、桩体倾角、筏板厚度、加载速率以及长短桩等因素对桩筏基础的沉降变形影响。结果表明,数值模拟结果能够较好的与监测值吻合,PLAXIS 3D有限元软件能够比较真实的模拟多层建筑的施工过程,桩筏基础的沉降变形值远小于筏板基础,采用桩筏基础可以有效的控制建筑物的施工沉降以及工后沉降,更有利于建筑物的安全,桩筏基础中的桩体承担了95%以上的上部荷载,并将上部荷载传递到桩端持力层,有效的减小了建筑物的沉降。本文对曹妃甸吹填土地区某多层建筑桩筏基础进行了较为细致的研究,分析了桩筏基础的变形特性以及变形影响因素,可以为其他类似工程提供一定的参考。

张玉巧[6](2020)在《兰州湿陷性黄土场地桩基侧摩阻力特性研究》文中研究表明随着西部大开发的脚步逐渐加快,我国西北地区大量的城市建筑、工业建筑和道路桥梁建立在湿陷性黄土地基上。这些建(构)筑物在大厚度黄土地区大多采用桩基础,由于湿陷性黄土的特殊湿陷性,在桩基础上产生负摩阻力问题,导致了各类建筑物的不均匀沉降、倾斜、甚至开裂破坏等情况的发生。因此,开展大厚度黄土地区上桩基侧摩阻力特性研究是十分紧迫必要的。本文针对湿陷性黄土场地上的桩基础受力问题,依托兰州某湿陷性黄土场地上的桩基工程,通过荷载传递法对桩身受力特性进行了研究,针对这一问题进行了室内湿陷试验、理论分析和数值模拟,主要完成的工作及取得的研究成果如下:(1)根据室内试验评定黄土湿陷性的方法,以兰州某工程中湿陷性黄土场地为背景,进行了大量的湿陷性室内单轴压缩试验。分析天然密度、干密度、含水率、孔隙比和压缩模量五种影响因素对黄土湿陷性的影响程度;建立孔隙比、含水率、压缩模量与湿陷系数之间的回归模型;根据规范法计算桩周黄土湿陷量随深度的变化趋势,用指数型函数代表黄土浸水湿陷位移曲线。(2)基于荷载传递法,建立了考虑桩周黄土湿陷的单桩受力模型。该模型使用室内试验提出的指数型函数代表桩周黄土湿陷位移曲线;模型承受三种受力条件:桩顶加载、桩周黄土湿陷、同时受到桩顶加载和桩周黄土湿陷;模型中的桩端桩侧均选用三折线传递函数;桩周土体处于三种阶段:全弹性阶段、半弹性半塑性阶段和全塑型阶段;地质条件分为两种:单一均质土层和多层土层。根据以上条件推导桩身位移、轴力和侧摩阻力的解析解。最后,结合工程实例进行计算分析,并用PLAXIS 3D有限元软件对该计算模型进行了验证。(3)以兰州某工程中湿陷性黄土场地为背景,运用PLAXIS 3D有限元软件,对桩周土位移、桩身轴力和桩身侧摩阻力的分布规律进行了模拟分析。考虑桩身整体性和桩-土间相互作用,采用嵌入式梁单元模型和实体桩单元模型,建立在湿陷性黄土场地中桩身受力的三维有限元模型。模型中以土体小应变模型模拟土体;以桩周土体顶面施加均布荷载模拟土体浸水湿陷变形;分单一均质土层和多层土层两种地质条件。通过对桩顶、桩周土顶施加荷载,计算桩周土体位移、桩身轴力、桩身侧摩阻力,对比分析逐渐加荷条件下,不同桩身模型的结果,得到了桩身荷载传递的规律。

李小娟[7](2020)在《水平荷载下海上风电大直径钢管桩-土相互作用研究》文中指出随着传统能源领域带来的污染问题日益显着,提高清洁能源的比重,重点发展海上风电项目,是目前能源领域的长期发展目标,在中国乃至世界范围内具有重要的战略性意义。大直径钢管桩基础作为海上风机最主要的基础形式,在海上风电项目中得到广泛的运用。然而,传统的桩基设计方法与理论运用于水平荷载条件下海上风电大直径钢管桩的设计中会存在诸多问题,根本原因在于以往的理论方法和力学模型无法全面地反映大直径桩的桩-土相互作用机理。因此,提出合理桩-土作用力学模型,建立适用于实际工程的各项土抗力计算方法,具有重要的理论意义与实用价值。本文依托国家自然基金项目(51678145)、国家重点研发计划专项项目(2017YFC0703408),基于能量原理的变分法进行编程计算,研究多层土中海上风电大直径钢管桩的桩-土相互作用计算问题;对比现场工程试验、文献案例以及FLAC3D数值模拟结果,验证理论模型在海上风电钢管桩应用的合理性;提出小变形条件下桩周各土抗力的修正计算方法。主要研究内容及结论如下:(1)修正基于能量原理提出了水平荷载作用下大直径柔性钢管桩的桩-土作用力学模型计算方法。首先在原有理论框架基础上,对土体弹性模量的取值方法进行了扩展;改进了土体域位移假设函数,提出了同时考虑竖向荷载与水平荷载的变分法;获得柔性桩桩侧的水平土抗力及桩身附加力矩表达式;将理论计算结果与实测结果及FLAC3D结果吻合较好;理论上证明了小变形条件下竖向荷载及桩内部土芯的存在对桩身水平响应的影响可忽略。(2)修正基于能量法的水平荷载作用下大直径刚性钢管桩的桩-土作用力学模型计算方法。采用Timoshenko梁单元模拟刚性桩和半刚性桩;引入土体域三维位移假设,考虑土层沿深度方向的位移;改进了土体域位移假设函数,提出同时考虑竖向荷载与水平荷载的变分法解法;选取典型刚性沉井基础工程实例,分析沉井水平变位、转角、内力以及井周水平土抗力和附加弯矩,计算结果与实测结果及FLAC3D模拟结果进行对比,验证其正确性;揭示了桩侧土体三维方向位移分布规律;对比了采用刚性梁、Euler-Bernoulli梁及Timoshenko梁的结果,发现Timoshenko梁理论能更好地模拟超大直径深基础的-土相互作用,建议该力学模型适用于长径比大于1.7的圆形深基础。(3)研究了水平受荷大直径柔性钢管桩周土抗力及影响因素。深入分析桩土参数及水平加载位置对柔性桩的水平响应的影响;给出了柔性桩的桩周水平土抗力和桩侧附加力矩表达式,研究了各项土抗力对桩整体水平承载特性的影响比重;结果表明桩侧水平土抗力在总的水平土抗力中占主导因素,其中层间剪切作用的影响可达到总水平土抗力的33%左右;桩侧附加力矩、桩端水平土抗力和桩端力矩的贡献较小。(4)研究了水平受荷大直径刚性钢管桩周各项土抗力及影响因素。分析桩土参数及水平加载位置对刚性桩的水平响应的影响;给出刚性桩水平土抗力、桩侧附加力矩、桩端水平抗力及抵抗力矩的理论表达式,系统性地研究了各项作用力对桩整体水平承载特性的影响比重;表明桩侧水平土抗力在总的土抗力中占主导因素,其中土层层间剪切作用对水平土抗力的影响达到20%左右。(5)得出桩周各项作用力初始刚度的修正表达式,修正了桩-土作用多弹簧力学模型。对以p-y曲线等为代表的地基反力法的初始刚度进行修正,取典型柔性桩和刚性桩的工程实例,验证初始刚度修正公式的合理性;本文也对风机自振频率进行了验算,验证了该模型计算风机整体自振频率的正确性。

郭尤林[8](2019)在《串联式组合桩复合地基承载机理及其设计计算方法研究》文中研究说明串联式组合桩复合地基是一种新型的桩体复合地基型式,由“固体”与“散体”构成的上下同轴串联桩体,其中“固体”为2种不同刚度的粘结性材料构成,分别为素混凝土与浆固碎石,“散体”为碎石散体材料。在上部荷载的作用下,该新型复合地基型式克服了散体材料桩强度低且在土层性质较差时,桩体侧向鼓胀变形较大甚至破坏土体结构的缺陷。此外,三种不同刚度组成的上下同轴串联式组合桩体可有效的将荷载传递至更深广的土体中,提高了复合地基的承载能力,减小了地基沉降变形。当前,随着组合型复合地基概念的进一步拓宽,衍生出多种组合型桩体复合地基模型,均不同程度地提高了散体材料的承载能力,且在工程实践中得到成功应用,然而,对实散体组合桩复合地基的研究成果较少,特别是实散体组合桩复合地基的承载机理、荷载传递机制及受力变形计算理论研究还处探索阶段,有待进一步深入研究。为此,本文结合国家自然科学基金项目(51478178)“交通移动荷载下刚性桩复合地基承载机理及其受力变形分析方法研究”,基于理论分析、数值模拟与现场试验,对柔性基础下串联式组合桩复合地基的承载机理及其设计计算方法进行系统深入的研究。本文首先系统阐述了串联式组合桩复合地基组成材料的物理特性与力学特性,并对软土地基土进行了工程应用评价;基于散体材料桩复合地基破坏失稳的特征,在桩体组成材料受力变形特性的研究基础上,提出了串联式组合桩复合地基,并介绍了串联式组合桩的结构组成与结构特点,进而开展串联式组合桩复合地基施工工艺研究。其次,分析了桩体复合地基的桩体荷载传递机理与桩土体系荷载传递机理,并基于自主研发的分级加载系统与压力测试方法,揭示了不同桩段长度比条件下串联式组合桩的荷载机理,建立了串联式组合桩的力学计算模型与微分控制方程,阐明了其受力变形不仅与桩体构成材料及规格相关,而且与其赋存的工程地质条件相关,主要影响因素是褥垫层参数、桩段参数、桩径、桩间距以及土模量参数等。在分析复合地基受力变形特征的基础上,对不同刚度桩体复合地基的承载力与沉降变形计算方法进行了适宜性评价,提出了不同刚度桩体复合地基承载力与沉降变形的计算方法。基于滑块破坏理论,采用计算深基础承载力Meyerhof法,建立了2种串联式组合桩极限承载力计算模型,并通过随机优化算法确定临界滑动面,提出了串联式组合桩复合地基极限承载力计算方法。基于串联式组合桩复合地基力学变形机理,将串联式组合桩复合地基加固区的沉降变形分为三个区段,并分别提出了各区段桩体与土体沉降变形计算模型,进而基于圆孔扩张理论论建立了考虑桩土滑移与桩体鼓胀变形的串联式组合桩复合地基沉降变形计算方法,并提出了复合地基沉降变形计算方法中6个参数的确定方法。同时,为考虑桩体鼓胀变形引起的桩周侧向约束力对复合地基沉降的影响,基于改进的应变楔理论,提出了串联式组合桩复合地基沉降变形计算方法,确定了复合地基沉降变形计算中3个参数的取值方法与原则。并依托工程实例,对2种串联式组合桩复合地基沉降变形计算方法进行对比分析,阐述了考虑滑移和鼓胀变形的复合地基沉降变形计算结果偏大,但计算参数获取直接且设计偏于保守,而基于改进应变楔模型的复合地基沉降计算更能反映工程实际,但存在获取计算参数的不确定性。再次,基于串联式组合桩各桩段构成材料的物理特性,结合离散-连续耦合理论,视串联式组合桩中碎石桩段为离散元实体结构,在离散元实体结构周围区域采用连续实体结构,即视浆固碎石桩段与混凝土桩段为连续元实体结构,建立离散-连续(FLAC-PFC)耦合数值计算模型,分析了褥垫层参数、混凝土桩段参数、浆固碎石桩段参数、碎石桩段参数、桩身直径、桩间距以及土体模量对串联式组合桩复合地基承载特性的影响,为串联式组合桩复合地基的设计奠定理论基础。最后,依托新建赣州至深圳客运专线某车站软土路基工程,基于高速铁路软土路基技术标准,提出了按工后沉降变形控制的串联式组合桩复合地基设计原则,给出了确定串联式组合桩的桩长、桩径、桩间距以及布桩形式的方法,进而结合本文串联式组合桩复合地基承载力及沉降变形计算理论,对比分析了同设计参数的CFG桩复合地基加固效果,验证了承载力及沉降变形计算理论的可靠性与合理性,实现了采用串联式组合桩加固软土地基的设计理念。串联式组合桩复合地基拓展了复合地基工程实践领域,丰富了组合型复合地基的设计计算理论,为串联式组合桩复合地基的推广与应用提供了理论基础。

王剑波[9](2019)在《基于薄环层元法的层状地基中摩擦单桩竖向承载性状研究》文中进行了进一步梳理桩基础具有承载能力强、沉降量均匀、施工方便及普适性强等众多优点,广泛应用于各种工程实践,如高层建筑、高速铁路、桥梁工程、厂房动力基础设计和建筑抗震设计等。竖向荷载下桩的承载特性作为桩基础设计的重要控制指标,一直受到广泛关注,已取得大量研究成果。研究竖向动、静荷载作用下摩擦桩的桩-土相互作用关系,不仅能加深对摩擦单桩承载特性的客观认识,还可为工程实践和设计提供理论指导,具有重要的研究价值和现实意义。在广泛的文献调研基础上,本文针对层状地基中摩擦单桩的竖向承载特性,建立了薄环层元法计算模型。本文主要研究内容和取得的成果如下:(1)针对竖向静荷载作用下层状地基中摩擦桩的位移和荷载传递问题,本文提出一种薄环层元模型,建立了对应的半解析半数值计算方法。基于虚土桩理论,首先提出了薄环层元法,并对桩-土系统进行了单元划分。然后通过虚位移原理,求得了薄环单元和桩单元的单元矩阵方程,并根据单元间平衡关系建立了整体刚度矩阵。最后根据桩土间协调关系,确定了桩-土系统的位移场。本文模型计算结果与现有方法及工程实例数据吻合良好,验证了本文模型的正确性。基于该模型,本文对静力作用下层状地基中摩擦桩的承载特性进行了分析和研究。参数分析结果表明:静力荷载作用下的三层地基中摩擦桩,中间土层模量越大,则桩侧分担荷载越多,桩顶刚度越大;摩擦桩桩端以下土体厚度越小,则桩端刚度越大。(2)考虑到桩基础在动力机器基础方面应用广泛,本文还应用薄环层元法分析了桩顶简谐荷载对摩擦桩承载特性的影响。首先根据薄环层元对桩-土系统进行单元划分,并运用Hamilton原理建立含惯性项的单元刚度矩阵。然后根据单元间协调条件及桩-土系统边界条件,构建并求解整体刚度矩阵,进而确定桩-土系统的位移场。最后,对层状地基中摩擦桩的竖向振动特性进行了无量纲参数分析,发现:动力竖向荷载下,层状地基中摩擦桩的桩顶复刚度与桩长径比关系紧密,长径比越大,高频荷载作用下的摩擦桩桩顶复刚度越大;动荷载频率超过截止频率后,桩侧摩阻力的作用随频率增高而增大。本文创新地提出了薄环层元法,可用于分析研究层状地基中摩擦桩的承载特性。该方法具有模型简单、参数概念明晰、计算效率高等优点,具有一定的工程应用价值。利用该模型,本文对摩擦桩桩端刚度进行了研究,讨论了按弹性半空间上刚性墩计算的不足。

陈新[10](2019)在《推挤式支桩承载特性试验研究》文中指出推挤式支桩在挤扩支盘桩的基础上实现了更高的操作性、灵活性和可靠性,它利用仿生学原理,在桩成孔后使用油压推挤装置,推挤孔壁向外伸出支状结构,进而灌注成型,有效解决了挤扩支盘桩中桩侧泥皮、桩底沉渣对桩体本身承载力的折减问题。然而其“外伸”结构(支)的受力特性尚缺乏相关研究。支部阻力如何发挥作用、如何设置支部、如何预测支桩沉降,成为目前亟待解决的问题。针对此,本文采用模型试验、理论分析等手段,对支桩的受力特性开展研究,提出了推挤式支桩的受力特性的理论,基于荷载传递法提出了支端阻力荷载传递模型,并形成组合算法,取得了一些有益的结论:(1)设计缩尺模型试验探究推挤式多支桩的受力特性及支部受力过程。通过改变支部位置、每层支部数量、桩长、群桩设置等条件进行了 150余组试验,得出多支桩抗沉降性能、承载性能的规律。(2)通过对试验数据的分析,提出支阻受力机理。解释了支底反力的变化过程,结提出支阻受力变化的“盘式效应”和支部位置最优理论,提出了竖向荷载、竖向拉拔作用下的支阻、端阻、侧阻变化机理。解释了高承台群桩的边桩与中桩在设置支部条件下的受力机理。(3)基于荷载传递法,针对支桩力学构造及受力特点,提出符合支部结构力学构造的支端阻力与位移的非线性表达。结合桩侧摩阻力三折线模型的荷载传递函数,桩端阻力双曲线模型的荷载传递函数,建立一种针对支桩沉降分析的组合计算方式。

二、多层地基中桩的荷载传递分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、多层地基中桩的荷载传递分析(论文提纲范文)

(1)硬软互层泥岩地质条件下的微型桩复合地基模型数值模拟研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 泥岩力学特性与层状岩体研究现状
        1.2.2 泥岩地质条件下的基础研究现状
        1.2.3 复合地基桩的研究现状
        1.2.4 微型桩的研究现状
    1.3 复合地基理论综述
        1.3.1 复合地基的形成条件
        1.3.2 复合地基的作用效应
        1.3.3 复合地基的传力机理
        1.3.4 复合地基的破坏模式
        1.3.5 面积置换率
        1.3.6 桩土荷载分担比和桩土应力比
        1.3.7 复合地基承载力计算方法
        1.3.8 复合地基沉降计算方法
        1.3.9 复合地基优化设计方法
    1.4 研究思路与主要内容
第二章 微型桩复合地基设计
    2.1 工程地质概况
    2.2 南宁盆地泥岩工程力学特性
        2.2.1 硬软互层泥岩的力学特性
    2.3 微型桩处理硬软互层泥岩地基的设计计算
        2.3.1 微型桩的桩长计算
        2.3.2 地基沉降计算
        2.3.3 地基沉降计算值对比分析
    2.4 本章小结
第三章 微型桩桩单元地基数值建模
    3.1 有限元法及ABAQUS软件概述
    3.2 数值模型详述
        3.2.1 基本假定
        3.2.2 模型分类编号
        3.2.3 地基模型建模过程
    3.3 本章小结
第四章 桩单元地基模型数值模拟结果分析
    4.1 单桩单元地基承载特性分析
        4.1.1 单桩单元基础板底中心点p-s曲线
        4.1.2 泥岩体竖向应力分布
        4.1.3 桩土应力比及桩土荷载分担比
        4.1.4 桩侧土压力
        4.1.5 桩侧摩阻力
        4.1.6 桩身应力分布
        4.1.7 桩端应力
    4.2 三桩单元地基承载特性分析
        4.2.1 三桩单元基础板底中心点p-s曲线及桩顶位移变化曲线
        4.2.2 泥岩体竖向变形和应力分布
        4.2.3 桩土应力比及桩土荷载分担
        4.2.4 桩侧土压力
        4.2.5 桩侧摩阻力
        4.2.6 桩身应力分布
        4.2.7 桩端应力
    4.3 四桩单元地基承载特性分析
        4.3.1 四桩单元基础板底中心点p-s曲线
        4.3.2 桩土应力比及桩土荷载分担
        4.3.3 桩侧土压力
        4.3.4 桩侧摩阻力
        4.3.5 桩身应力分布
        4.3.6 桩端应力
    4.4 二十五桩单元地基承载特性分析
        4.4.1 二十五桩单元基础板底中心点p-s曲线及桩顶位移变化曲线
        4.4.2 泥岩体竖向应力和沉降分布
        4.4.3 桩土应力比及桩土荷载分担
        4.4.4 桩侧土压力、侧摩阻力和桩身应力分布
        4.4.5 桩端应力
        4.4.6 桩间土剪应力
    4.5 不同组同类型桩单元地基承载特性对比分析
        4.5.1 基础板底中心点p-s曲线
        4.5.2 桩土应力比及桩土荷载分担
        4.5.3 桩侧土压力和桩侧摩阻力
        4.5.4 桩端应力
    4.6 本章小结
第五章 大筏基下硬软互层泥岩地基模型数值模拟分析
    5.1 大筏基下硬软互层泥岩地基设计计算
        5.1.1 大筏基下天然地基沉降计算
        5.1.2 大筏基下复合地基设计计算
    5.2 大筏基下硬软互层泥岩地基模型数值模拟
        5.2.1 大筏基下天然地基模型数值模拟分析
        5.2.2 大筏基下复合地基模型数值模拟分析
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
    6.3 主要创新点
参考文献
致谢

(2)湿陷与膨胀地基中基桩竖向承载特性及新型套管桩技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 黄土、膨胀土相似材料研究
        1.2.2 膨胀土胀缩特性研究
        1.2.3 膨胀土地基处理方法研究
        1.2.4 湿陷性黄土地基处理方法研究
        1.2.5 基桩承载性状研究
        1.2.6 湿陷性黄土中基桩负摩阻力研究
        1.2.7 基桩负摩阻力减小(消除)措施研究
    1.3 研究内容及方法
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 创新点
        1.3.4 技术路线
2 模型试验相似材料试验研究
    2.1 人工制备膨胀土相似材料试验研究
        2.1.1 概述
        2.1.2 试验概况
        2.1.3 配合比对人工制备膨胀土膨胀特性的影响分析
        2.1.4 初始干密度和含水率对人工制备膨胀土应变的影响
        2.1.5 相似材料膨胀性影响因素正交试验
        2.1.6 相似材料膨胀变形与垂直压力的关系
    2.2 湿陷性黄土相似材料试验研究
        2.2.1 概述
        2.2.2 材料选取与试样制备
        2.2.3 湿陷性黄土相似材料物理力学性质分析
        2.2.4 湿陷性黄土相似材料湿陷性分析
    2.3 本章小结
3 膨胀地基中桩的竖向承载特性及新型套管桩技术试验研究
    3.1 工程背景
    3.2 试验概况
        3.2.1 试验设计
        3.2.2 试验过程
    3.3 试验结果分析
        3.3.1 浸水前基桩承载特性分析
        3.3.2 浸水后桩土体系变形分析
        3.3.3 浸水饱和状态下基桩承载特性分析
    3.4 考虑膨胀土膨胀特性的单桩荷载传递分析
    3.5 本章小结
4 湿陷性土中基桩竖向承载特性与负摩阻力计算方法研究
    4.1 概述
    4.2 试验设计
    4.3 试验结果分析
        4.3.1 正常受力状态下基桩承载特性分析
        4.3.2 土体湿陷变形分析
        4.3.3 浸水状态下基桩荷载传递特征
    4.4 湿陷性土中基桩负摩阻力的三角形分布计算方法研究
        4.4.1 负摩阻力计算模型
        4.4.2 三角形分布模式下拉荷载计算
    4.5 本章小结
5 湿陷性土地基中新型套管桩试验研究
    5.1 概述
    5.2 试验概况
        5.2.1 试验设计
        5.2.2 试验过程
    5.3 试验结果分析
        5.3.1 正常受力状态下基桩承载特性分析
        5.3.2 土体湿陷变形分析
        5.3.3 浸水状态下基桩荷载传递特征
        5.3.4 最不利条件下基桩承载力对比分析
        5.3.5 算例分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果

(3)井筒式地下连续墙桥梁基础变位与承载力研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 竖向承载性能研究现状
        1.2.2 水平承载特性研究现状
        1.2.3 井筒式地下连续墙与土动力相互作用研究现状
        1.2.4 目前研究现状的分析
    1.3 地基模型
    1.4 主要研究方法
    1.5 研究内容与技术路线
第2章 井筒式地下连续墙水平受荷响应计算
    2.1 引言
    2.2 各向同性地基中井筒式地下连续墙计算
        2.2.1 水平受荷位移模型
        2.2.2 井筒式地连墙受力模型
        2.2.3 方程建立与求解
        2.2.4 墙身水平土抗力模型
        2.2.5 求解算法
        2.2.6 案例验证
        2.2.7 算例分析
    2.3 横观各向同性地基中井筒式地下连续墙计算
        2.3.1 横观各向同性弹性体基本理论
        2.3.2 横观各向土中井筒式地连墙计算模型
        2.3.3 方程建立与求解
        2.3.4 墙身水平土抗力模型
        2.3.5 求解算法
        2.3.6 案例验证
        2.3.7 算例分析
    2.4 本章小结
第3章 井筒式地下连续墙沉降计算
    3.1 引言
    3.2 各向同性地基中井筒式地下连续墙沉降计算
        3.2.1 沉降计算位移模型
        3.2.2 方程建立与求解
        3.2.3 墙侧阻力物理模型
        3.2.4 沉降模型求解
        3.2.5 案例验证
        3.2.6 算例分析
    3.3 横观各向同性地基中井筒式地下连续墙沉降计算
        3.3.1 竖向沉降计算模型
        3.3.2 方程建立与求解
        3.3.3 墙侧阻力物理模型
        3.3.4 沉降模型求解
        3.3.5 案例验证
        3.3.6 案例分析
    3.4 本章小结
第4章 水平受荷井筒式地下连续墙动力响应
    4.1 引言
    4.2 各向同性地基中井筒式地下连续墙水平动响应
        4.2.1 水平动荷载作用下位移模型
        4.2.2 水平动荷载作用下受力模型
        4.2.3 方程建立与求解
        4.2.4 墙身水平土抗力模型
        4.2.5 水平受荷动响应模型求解
        4.2.6 案例验证
        4.2.7 算例分析
    4.3 横观各向同性地基中井筒式地下连续墙水平动响应
        4.3.1 横观各向同性地基中井筒式地连墙计算模型
        4.3.2 方程建立与求解
        4.3.3 墙身水平土抗力模型
        4.3.4 水平受荷动响应模型求解
        4.3.5 案例验证
        4.3.6 算例分析
    4.4 本章小结
第5章 竖向受荷井筒式地下连续墙动力响应
    5.1 引言
    5.2 各向同性地基中井筒式地下连续墙竖向动响应
        5.2.1 竖向动力计算模型
        5.2.2 方程建立与求解
        5.2.3 墙侧动阻力模型
        5.2.4 竖向受荷动力响应求解
        5.2.5 案例验证
        5.2.6 算例分析
    5.3 横观各向同性地基中井筒式地下连续墙竖向动响应
        5.3.1 竖向动力计算模型
        5.3.2 方程建立与求解
        5.3.3 墙侧动阻力物理模型
        5.3.4 竖向受荷动响力应求解
        5.3.5 案例验证
        5.3.6 算例分析
    5.4 本章小结
第6章 黏性土中井筒式地下连续墙包络面研究
    6.1 引言
    6.2 井筒式地下连续墙与地基有限元模型
        6.2.1 井筒式地下连续墙模型
        6.2.2 黏性土地基模型
        6.2.3 有限元单元模型
        6.2.4 荷载和位移符号约定
        6.2.5 加载模式
    6.3 数值结果
        6.3.1 有限元计算结果验证
        6.3.2 井筒式地下连续墙竖向承载力
        6.3.3 竖向荷载作用下地基水平和抗弯承载力
        6.3.4 复合加载模式下地基承载力包络线
    6.4 本章小结
第7章 张皋过江通道井筒式地下连续墙基础受力特性研究
    7.1 工程概况
    7.2 地基及土体参数
    7.3 水平荷载作用下基础受荷特性分析
    7.4 竖向荷载作用下基础受荷特性分析
    7.5 本章小结
第8章 结论与展望
    8.1 本文工作总结
    8.2 本文的主要创新点
    8.3 研究展望
致谢
参考文献
附录 A 未知常数求解
作者简介

(4)自重固结影响下吹填土中桩基负摩阻力及承载力分析(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 吹填土固结理论研究现状
        1.2.1 吹填土自重固结沉降
        1.2.2 一维固结理论研究现状
    1.3 桩基摩阻力计算研究现状
        1.3.1 理论计算法
        1.3.2 数值模拟法
        1.3.3 模型试验法及现场试验法
    1.4 本文主要研究内容
    1.5 技术路线图
第二章 固结及桩土相互作用模型介绍
    2.1 引言
    2.2 问题描述
    2.3 桩土相互作用模型
        2.3.1 模型函数
        2.3.2 桩基摩阻力系数的确定
        2.3.3 桩土相对位移极限值的确定
    2.4 桩土相对位移的定义
        2.4.1 双层地基土体位移
        2.4.2 多层地基土体位移
        2.4.3 桩体位移
    2.5 单元体模型
    2.6 本章小结
第三章 考虑吹填土自重固结的桩基负摩阻力解析解
    3.1 引言
    3.2 双层地基负摩阻力解析解
        3.2.1 工况一桩周土与桩端土均处于第一阶段
        3.2.2 工况二桩周土与桩端土均进入第二阶段
    3.3 多层地基负摩阻力解析解
        3.3.1 工况一桩周土与桩端土均处于第一阶段
        3.3.2 工况二桩周土与桩端土均进入第二阶段
    3.4 本章小结
第四章 工程实例对比分析
    4.1 工程概况
    4.2 双层地基解验证
        4.2.1 参数确定
        4.2.2 对比验证
    4.3 多层地基解验证
        4.3.1 参数确定
        4.3.2 对比验证
    4.4 双层地基解与多层地基解对比
    4.5 本章小结
第五章 吹填场地负摩阻力影响因素分析
    5.1 引言
    5.2 程序介绍
    5.3 影响因素分析
        5.3.1 时间因子的影响
        5.3.2 桩顶荷载的影响
        5.3.3 桩径的影响
        5.3.4 打桩时土体固结度的影响
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 本文研究成果及结论
    6.2 进一步研究的展望
参考文献
致谢
作者攻读硕士学位期间(待)发表的论文目录

(5)多层建筑桩筏基础在吹填土地区的变形特性研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 桩筏基础国内外研究现状
        1.2.1 理论分析
        1.2.2 试验研究
        1.2.3 数值模拟研究
    1.3 本文主要研究内容
第2章 桩筏基础作用机理分析
    2.1 桩筏基础的承载机理
        2.1.1 单桩非线性计算方法
        2.1.2 群桩效应分析
        2.1.3 桩基的破坏形式
    2.2 群桩沉降计算方法
        2.2.1 实体深基础法
        2.2.2 等效分层总和法
        2.2.3 基于Geddes解法
        2.2.4 考虑土体三向应力计算法
        2.2.5 有限单元法
    2.3 桩土相互作用分析
        2.3.1 弹性理论法
        2.3.2 剪切位移法
        2.3.3 荷载传递法
        2.3.4 有限元法
        2.3.5 桩土荷载分担比影响因素
    2.4 筏板分析
        2.4.1 薄板理论
        2.4.2 厚板理论
    2.5 本章小结
第3章 桩筏基础现场监测及结果分析
    3.1 工程概况
        3.1.1 吹填土的工程性质
    3.2 监测点设置原则
        3.2.1 沉降基准点
        3.2.2 水平位移基准点
        3.2.3 周边地表竖向位移监测点
        3.2.4 地下水位监测点
    3.3 监测点分布
    3.4 监测结果及分析
        3.4.1 桩顶沉降
        3.4.2 孔隙水压力
        3.4.3 水平位移
    3.5 本章小结
第4章 工程数值模拟分析
    4.1 PLAXIS软件简介
    4.2 数值模型的创建
        4.2.1 几何模型
        4.2.2 土体本构模型及参数
        4.2.3 桩筏基础模型及参数
        4.2.4 模型边界条件及网格划分
    4.3 监测与模拟结果对比
        4.3.1 桩体沉降分析
        4.3.2 水平位移分析
    4.4 筏板基础与桩筏基础结果对比
        4.4.1 沉降分析
        4.4.2 超静孔隙水压力分析
        4.4.3 水平位移分析
        4.4.4 筏板弯矩分析
    4.5 本章小结
第5章 桩筏基础受力变形的影响因素分析
    5.1 桩长对受力变形的影响分析
        5.1.1 桩体沉降
        5.1.2 超静孔压
        5.1.3 水平位移
        5.1.4 筏板弯矩
    5.2 桩径对受力变形的影响分析
        5.2.1 桩体沉降
        5.2.2 超静孔压
        5.2.3 水平位移
        5.2.4 筏板弯矩
    5.3 桩体倾角对受力变形的影响分析
        5.3.1 桩体沉降
        5.3.2 超静孔压
        5.3.3 水平位移
        5.3.4 筏板弯矩
    5.4 筏板厚度对受力变形的影响分析
        5.4.1 桩体沉降
        5.4.2 超静孔压
        5.4.3 水平位移
        5.4.4 筏板弯矩
    5.5 加载速率对受力变形的影响分析
        5.5.1 桩体沉降
        5.5.2 超静孔压
        5.5.3 水平位移
        5.5.4 筏板弯矩
    5.6 长短桩对受力变形的影响分析
        5.6.1 桩体沉降
        5.6.2 超静孔压
        5.6.3 水平位移
        5.6.4 筏板弯矩
    5.7 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

(6)兰州湿陷性黄土场地桩基侧摩阻力特性研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 桩基负摩阻力发展的国内外研究现状
        1.2.1 现场试验研究和室内模型试验研究
        1.2.2 经典理论方法研究
        1.2.3 有限元数值模拟研究
    1.3 桩基负摩阻力研究存在的问题
    1.4 本文主要研究内容
    1.5 技术路线
第2章 黄土湿陷性特性研究
    2.1 引言
    2.2 湿陷性黄土基本性质及变形机理
        2.2.1 兰港务区黄土地质情况
        2.2.2 黄土土样基本性质
    2.3 湿陷性研究
        2.3.1 湿陷系数与天然密度、干密度的关系
        2.3.2 湿陷系数与含水率的关系
        2.3.3 湿陷系数与孔隙比的关系
        2.3.4 湿陷系数与压缩模量的关系
        2.3.5 湿陷系数多元回归分析
    2.4 湿陷性黄土地基浸水湿陷量分析
    2.5 本章小结
第3章 单一均质土层桩基负摩阻力理论研究
    3.1 引言
    3.2 桩-土体系荷载传递规律
        3.2.1 基本微分方程
        3.2.2 桩-土荷载传递函数
        3.2.3 基本假定
        3.2.4 竖向荷载作用下单桩荷载传递规律
        3.2.5 浸水作用下单桩荷载传递规律
        3.2.6 荷载+浸水作用下单桩荷载传递规律
        3.2.7 算例分析
    3.3 本章小结
第4章 多层土桩基负摩阻力理论研究
    4.1 引言
    4.2 多层土单桩荷载传递规律解析解
    4.3 荷载+浸水作用下成层土地基中单桩荷载传递规律
        4.3.1 全弹性阶段
        4.3.2 半弹性半塑性阶段
        4.3.3 全塑性阶段
    4.4 算例分析
        4.4.1 工程概况及有限元模型
        4.4.2 计算结果对比分析
    4.5 本章小结
第5章 湿陷性黄土地区桩基侧摩阻力数值模拟分析
    5.1 引言
    5.2 三维有限元软件材料模型
    5.3 单桩侧摩阻力数值模拟
        5.3.1 计算模型及参数
        5.3.2 单一均质土层模型受力分析
        5.3.3 多层土模型中桩身受力分析
    5.4 本章小结
结论与展望
    主要结论
    研究展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间所发表的学术成果目录
附录 B 攻读学位期间所参与的项目基金及项目

(7)水平荷载下海上风电大直径钢管桩-土相互作用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 桩的刚柔性定义
        1.2.2 水平受荷柔性桩-土作用研究现状
        1.2.3 水平受荷刚性桩-土作用研究现状
    1.3 目前研究存在的问题
    1.4 本文的研究内容与技术路线
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 技术路线
第二章 基于能量原理的水平受荷柔性桩计算方法研究
    2.1 引言
    2.2 理论背景介绍
        2.2.1 力学假设
        2.2.2 求解方法
    2.3 基于能量原理方法的改进
        2.3.1 土体弹性模量取值的改进
        2.3.2 考虑桩内土芯作用
        2.3.3 考虑桩顶竖向荷载
        2.3.4 柔性桩的土抗力表达式
    2.4 案例验证
        2.4.1 水平受荷柔性桩算例验证
        2.4.2 竖向荷载作用下的算例验证
    2.5 本章小结
第三章 基于能量原理的水平受荷刚性桩计算方法研究
    3.1 引言
    3.2 理论背景介绍
        3.2.1 力学假定
        3.2.2 求解方法
    3.3 基于能量原理方法的改进
        3.3.1 土域位移衰减函数的改进
        3.3.2 考虑桩内土芯作用
        3.3.3 考虑桩顶竖向荷载
        3.3.4 刚性桩的土抗力表达式
        3.3.5 三种梁理论计算方法对比
    3.4 案例验证
        3.4.1 水平受荷刚性桩案例验证
        3.4.2 竖向荷载作用下的算例验证
    3.5 土体位移场假设的合理性验证
        3.5.1 与FLAC~(3D)结果的对比
        3.5.2 与实测结果的对比
    3.6 Timoshenko梁适用范围研究
    3.7 本章小结
第四章 海上风电钢管桩-土相互作用影响因素分析
    4.1 引言
    4.2 柔性桩的水平响应影响因素分析
        4.2.1 桩身参数影响
        4.2.2 土体参数影响
        4.2.3 加载位置的影响
    4.3 柔性桩的各项土抗力的影响分析
        4.3.1 水平土抗力影响因素分析
        4.3.2 桩侧附加力矩影响因素分析
    4.4 刚性桩的水平响应影响因素分析
        4.4.1 桩身参数影响
        4.4.2 土体参数影响
        4.4.3 加载位置的影响
    4.5 刚性桩的各项土抗力影响因素分析
        4.5.1 水平土抗力影响因素分析
        4.5.2 桩侧附加力矩影响因素分析
        4.5.3 桩端剪力影响因素分析
        4.5.4 桩端抵抗力矩影响因素分析
    4.6 本章小结
第五章 海上风电钢管桩周土抗力初始刚度研究
    5.1 引言
    5.2 柔性桩的土抗力初始刚度修正公式
        5.2.1 水平土抗力初始刚度修正
        5.2.2 附加抵抗力矩初始刚度修正
    5.3 刚性桩的土抗力初始刚度修正公式
        5.3.1 水平土抗力初始刚度修正
        5.3.2 附加抵抗力矩初始刚度修正
        5.3.3 桩底作用力初始刚度表达式修正
    5.4 初始刚度修正公式的运用
        5.4.1 p-y曲线初始刚度的修正
        5.4.2 考虑桩-土作用的风机自振频率计算
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 本文的主要创新点
    6.3 建议与展望
致谢
参考文献
附录 A 水平受荷柔性桩的变分法推导
    A.1 虚功原理与最小能量法的计算
    A.2 桩身变形的解法
    A.3 土体位移的解法
附录 B 水平受荷刚性桩变分法推导
    B.1 虚功原理与最小能量法的计算
    B.2 桩身变形的解法
    B.3 土体位移的解法
作者简介

(8)串联式组合桩复合地基承载机理及其设计计算方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 复合地基概述
        1.1.1 复合地基的概念
        1.1.2 复合地基的分类
        1.1.3 复合地基的特点
    1.2 组合型复合地基的应用与发展概况
        1.2.1 双向增强复合地基的应用与发展概况
        1.2.2 组合桩型复合地基的应用与发展概况
    1.3 组合型复合地基的研究现状
        1.3.1 组合型复合地基承载机理研究现状
        1.3.2 组合型复合地基承载力计算方法研究现状
        1.3.3 组合型复合地基沉降变形计算方法研究现状
        1.3.4 组合型复合地基研究现状的评述
    1.4 研究内容
第2章 串联式组合桩复合地基结构及其工程特性
    2.1 概述
    2.2 复合地基组成材料的工程特性
        2.2.1 基体材料的工程特性
        2.2.2 增强体的工程特性
    2.3 串联式组合桩的组成及其结构设计
        2.3.1 设计背景与启发
        2.3.2 桩体结构设计
    2.4 串联式组合桩复合地基的施工技术与方法
        2.4.1 施工前的准备工作
        2.4.2 成桩工艺及施工参数
        2.4.3 施工中应注意的问题
    本章小结
第3章 串联式组合桩复合地基承载机理研究
    3.1 概述
    3.2 串联式组合桩复合地基荷载传递机理
        3.2.1 桩体荷载传递机理
        3.2.2 桩土体系的荷载传递机理
        3.2.3 串联式组合桩荷载传递机理
    3.3 串联式组合桩的力学模型
        3.3.1 基本假定
        3.3.2 荷载传递函数
        3.3.3 力学计算模型
        3.3.4 微分控制方程的建立与求解
    3.4 影响串联式组合桩复合地基主要受力变形的因素
    本章小结
第4章 串联式组合桩复合地基的受力变形分析
    4.1 概述
    4.2 复合地基受力变形分析的基本方法
        4.2.1 复合地基承载力计算基本方法
        4.2.2 复合地基沉降计算基本方法
    4.3 基于滑块破坏理论的串联式组合桩复合地基承载力计算方法
        4.3.1 滑块平衡法原理
        4.3.2 极限承载力计算模型
        4.3.3 极限承载力计算
    4.4 考虑滑移与鼓胀变形的串联式组合桩复合地基沉降计算方法
        4.4.1 沉降计算模型
        4.4.2 加固区土层压缩变形量计算
        4.4.3 下卧层土层压缩量计算
        4.4.4 确定相关计算参数的方法
    4.5 基于改进应变楔模型的串联式组合桩复合地基沉降计算方法
        4.5.1 应变楔模型
        4.5.2 沉降变形计算
        4.5.3 相关参数的取值
    4.6 计算实例分析
    本章小结
第5章 串联式组合桩复合地基参数敏感性分析
    5.1 概述
    5.2 离散-连续耦合理论
        5.2.1 离散颗粒与连续单元的接触传递作用
        5.2.2 离散颗粒与连续单元的耦合计算理论
    5.3 PFC-FLAC耦合数值计算模型
        5.3.1 数值计算模型
        5.3.2 本构模型
        5.3.3 计算参数
        5.3.4 数值模拟软件的耦合计算实现
        5.3.5 数值计算模型可靠性验证
    5.4 褥垫层参数对串联式组合桩复合地基承载特性的影响
        5.4.1 褥垫层厚度对串联式组合桩复合地基承载特性的影响
        5.4.2 褥垫层模量对串联式组合桩复合地基承载特性的影响
    5.5 桩段参数对串联式组合桩复合地基承载特性的影响
        5.5.1 桩段长度对串联式组合桩复合地基承载特性的影响
        5.5.2 桩段模量对串联式组合桩复合地基承载特性的影响
    5.6 桩直径对串联式组合桩复合地基承载特性的影响
    5.7 桩间距对串联式组合桩复合地基承载特性的影响分析
    5.8 土体模量对串联式组合桩复合地基承载特性的影响分析
        5.8.1 加固层土体模量对串联式组合桩复合地基承载特性的影响
        5.8.2 下卧层土体模量对串联式组合桩复合地基承载特性的影响
    本章小结
第6章 串联式组合桩复合地基设计与工程应用研究
    6.1 概述
    6.2 工程基本概况
        6.2.1 项目概况
        6.2.2 工程地质条件
        6.2.3 水文地质条件
    6.3 串联式组合桩复合地基的设计方案
        6.3.1 设计原则
        6.3.2 技术标准
        6.3.3 设计参数
    6.4 现场试验
        6.4.1 单桩竖向承载力试验
        6.4.2 复合地基承载力试验
    6.5 工程应用效果分析
    本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录 A(攻读学位期间发表的学术论文和参与科研项目)

(9)基于薄环层元法的层状地基中摩擦单桩竖向承载性状研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 前言
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 均质地基中竖向受荷单桩静力特性研究
        1.2.2 均质地基中竖向受荷单桩动力特性研究
        1.2.3 非均质地基中竖向受荷单桩静力特性研究
        1.2.4 非均质地基中竖向受荷单桩动力特性研究
    1.3 本文的研究内容和方法
第2章 基本理论
    2.1 前言
    2.2 弹性力学空间问题的基本理论
        2.2.1 基本概念和基本假设
        2.2.2 几何方程和物理方程
        2.2.3 轴对称问题基本方程
    2.3 能量原理与变分法
        2.3.1 弹性体的应变能
        2.3.2 泛函与变分
        2.3.3 虚位移原理与最小势能原理
        2.3.4 Hamilton原理
    2.4 有限单元法基本理论
    2.5 Bessel函数
第3章 层状地基中竖向受荷摩擦桩静力分析
    3.1 前言
    3.2 薄环层元计算模型
        3.2.1 基本假定
        3.2.2 桩土系统单元划分及位移函数选取
    3.3 总体刚度矩阵的构建和求解
        3.3.1 土体薄环单元受力分析
        3.3.2 桩单元受力分析
        3.3.3 总体刚度方程构建及求解
    3.4 模型验证
        3.4.1 模型收敛性
        3.4.2 模型准确性
        3.4.3 工程案例分析
    3.5 参数分析
        3.5.1 桩顶刚度
        3.5.2 桩端刚度
        3.5.3 桩身轴力分布
    3.6 本章小结
第4章 层状地基中竖向受荷摩擦桩动力分析
    4.1 前言
    4.2 薄环层元计算模型
        4.2.1 基本假定
        4.2.2 桩土系统单元划分及位移函数选取
    4.3 总体刚度矩阵的构建和求解
        4.3.1 土体薄环单元受力分析
        4.3.2 桩单元受力分析
        4.3.3 总体刚度方程构建及求解
    4.4 模型验证
    4.5 参数分析
        4.5.1 桩顶刚度
        4.5.2 桩身轴力分布
    4.6 本章小结
结论及展望
参考文献
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
致谢

(10)推挤式支桩承载特性试验研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
    1.3 研究目的与研究意义
    1.4 研究思路与研究内容
2 支桩受力性状的模型试验设计
    2.1 引言
    2.2 试验材料
    2.3 试验环境
    2.4 试验内容
3 支桩承载特性试验及分析
    3.1 引言
    3.2 竖向荷载条件下最优位置试验结果及分析
        3.2.1 试验分组
        3.2.2 最优位置试验结果及分析
        3.2.3 支桩受力的“盘碟效应”分析
        3.2.4 小结
    3.3 竖向荷载条件下支数与层数的耦合效应试验及分析
        3.3.1 试验分组
        3.3.2 支数对比试验结果及分析
        3.3.3 层数对比试验结果及分析
        3.3.4 支数与层数的耦合影响分析
        3.3.5 小结
    3.4 竖向荷载条件下高承台群桩试验分析
        3.4.1 试验分组
        3.4.2 试验分析
        3.4.3 边桩与中桩的承载特性分析
        3.4.4 群桩效应系数分析
        3.4.5 小结
    3.5 竖向荷载条件下支桩抗拔试验分析
        3.5.1 试验分组
        3.5.2 支桩抗拔试验分析
        3.5.3 小结
4 支桩的单桩沉降组合计算方法
    4.1 引言
    4.2 桩侧荷载传递函数
    4.3 桩端荷载传递函数
    4.4 支端荷载传递函数
    4.5 基于荷载传递法的组合算法
    4.6 结论
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
附录
致谢

四、多层地基中桩的荷载传递分析(论文参考文献)

  • [1]硬软互层泥岩地质条件下的微型桩复合地基模型数值模拟研究[D]. 王英华. 广西大学, 2021(12)
  • [2]湿陷与膨胀地基中基桩竖向承载特性及新型套管桩技术研究[D]. 王博林. 兰州交通大学, 2021(01)
  • [3]井筒式地下连续墙桥梁基础变位与承载力研究[D]. 曹耿. 东南大学, 2021
  • [4]自重固结影响下吹填土中桩基负摩阻力及承载力分析[D]. 杨怡青. 江苏大学, 2020(02)
  • [5]多层建筑桩筏基础在吹填土地区的变形特性研究[D]. 潘春雷. 西南交通大学, 2020(07)
  • [6]兰州湿陷性黄土场地桩基侧摩阻力特性研究[D]. 张玉巧. 兰州理工大学, 2020(12)
  • [7]水平荷载下海上风电大直径钢管桩-土相互作用研究[D]. 李小娟. 东南大学, 2020
  • [8]串联式组合桩复合地基承载机理及其设计计算方法研究[D]. 郭尤林. 湖南大学, 2019
  • [9]基于薄环层元法的层状地基中摩擦单桩竖向承载性状研究[D]. 王剑波. 湖南大学, 2019(07)
  • [10]推挤式支桩承载特性试验研究[D]. 陈新. 海南大学, 2019(06)

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多层地基桩的荷载传递分析
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