復合地基固結與變形的計算理論及數(shù)值分析.pdf

1、復合地基工后沉降是復合地基設計必需考慮的重要內(nèi)容之一,對其如何合理地進行計算已逐漸成為工程界所關注的問題,但有關研究至今尚不多見.該文從解析計算和有限元分析兩方面著手對復合地基固結與變形問題展開了較全面、深入的研究.主要研究工作如下:1.在對若干試驗結果分析的基礎上,提出了剛性基礎下復合地基樁側摩阻力分布形狀的假定,然后基于總應力法分析了單樁復合地基中樁體和樁間土的沉降變形,并編制了相應的計算程序.2.基于Biot理論,分別對在樁頂受外

2、荷載作用和樁土共同受外荷載作用的情況下考慮樁土相互作用的單樁復合地基固結問題建立了基本方程和求解條件,并在Laplace 變換域和Hankel變換域內(nèi)得到了土體和樁體的變形解答.3.編制了可以進行平面應變、軸對稱以及三維情況下復合地基固結與變形分析的有限元程序.該程序對土體可采用彈性、非線性彈性、彈塑性等多種本構模型并可考慮基礎筏板、墊層等復雜條件.同時通過多種算例對該程序進行了驗證.4.在假定復合地基樁土間豎向和切向變形協(xié)調(diào)、應力平衡

3、以及復合元模型的平均固結度與單樁軸對稱復合地基的平均固結度相等的條件下,用有效應力分析法建立了三維復合有限元模型,提出了基于此模型的復合地基固結變形分析有限元法.該法無需將樁單元和土單元分別進行網(wǎng)格剖分,從而能極大地減少有限元分析的工作量,特別是對于群樁復合地基固結分析,其優(yōu)勢更為突出.5.用編制的有限元程序對單樁、群樁復合地基的固結變形性狀進行了大量的計算分析,闡述了弱排水樁也能加速地基固結的機理,提出了將強排水樁成層復合地基固結簡化