柔性基础下桩体复合地基解析法研究

论文摘要

以带加筋垫层的柔性基础下桩体复合地基的荷载传递规律和工作性状为研究对象,同时考虑桩土界面有相对位移、同深度处桩间土沉降不一致及土工格栅加筋作用等影响因素,建立了柔性基础-加筋垫层-复合地基-下卧层形成的系统内各部分的应力平衡方程和变形协调方程,并求解得到系统的应力、变形的分布模式,以及桩土应力比、桩端刺入量等直观反映系统工作性状的指标。工程算例表明,该解析方法能较好地反映带加筋垫层的柔性基础下桩体复合地基的实际性状。基于解析方法建立了基本算例,并分别采用单因素轮换法和正交法进行分析,研究了填土高度与压缩模量、垫层厚度与压缩模量、土工格栅抗拉强度、桩体置换率、桩径、桩长、桩间土压缩模量与极限侧摩阻力、下卧层压缩模量等11个因素各自对柔性基础下桩体复合地基工作性状的影响,及部分影响因素间交互作用对系统性状的影响。在上述研究的基础上,引入了工程中常见的地表硬壳层的影响,推导了加固区表层存在硬壳层的情况下,柔性基础下桩体复合地基的解析方法。基于这一方法建立了考虑硬壳层影响的基本算例,分别讨论了硬壳层模量、厚度和抗剪强度指标对系统工作性状的影响。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目次
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 研究课题的提出
• 1.1.2 课题研究的意义
• 1.2 柔性基础下复合地基的解析法研究现状
• 1.3 本文所做的工作
• 2 带加筋垫层的柔性基础下桩体复合地基性状解析法研究
• 2.1 计算模型和基本假设
• 2.1.1 计算模型
• 2.1.2 基本假设
• 2.1.3 待定常数和待定函数
• 2.2 解析法研究
• 2.2.1 位移模式分段表达式
• 2.2.2 微元体平衡方程
• 2.2.3 土工格栅受力分析
• 2.2.4 应力分段表达式及连续条件
• 2.2.5 问题求解
• 2.3 目标值计算
• 2.4 计算参数的确定
• 2.5 工程实例分析
• 2.6 小结
• 3 柔性基础下桩体复合地基性状影响因素分析
• 3.1 引言
• 3.2 基本算例
• 3.3 单因素影响分析
• 3.3.1 填土高度的影响
• 3.3.2 填土模量的影响
• 3.3.3 垫层厚度的影响
• 3.3.4 垫层模量的影响
• 3.3.5 格栅强度的影响
• 3.3.6 置换率的影响
• 3.3.7 桩径的影响
• 3.3.8 桩长的影响
• 3.3.9 桩间土模量的影响
• 3.3.10 桩侧极限侧摩阻的影响
• 3.3.11 下卧层模量的影响
• 3.4 正交法分析
• 3.4.1 桩土应力比正交分析
• 3.4.2 等沉面高度正交分析
• 3.4.3 中性面位置正交分析
• 3.4.4 桩顶刺入量正交分析
• 3.5 小结
• 4 地表硬壳层对柔性基础下桩体复合地基性状影响分析
• 4.1 引言
• 4.2 考虑地表硬壳层的柔性基础下桩体复合地基性状解析法研究
• 4.2.1 计算模型
• 4.2.2 硬壳层的作用
• 4.2.3 基本假设
• 4.2.4 位移模式分段表达式
• 4.2.5 应力分段表达式及连续条件
• 4.2.6 问题求解
• 4.3 硬壳层对系统工作性状的影响
• 4.3.1 考虑硬壳层影响的基本算例
• 4.3.2 硬壳层模量的影响
• 4.3.3 硬壳层厚度的影响
• 4.3.4 抗剪强度指标的影响
• 4.4 小结
• 5 结语
• 5.1 结语
• 5.2 进一步工作的建议与展望
• 参考文献