高強度樁復(fù)合地基樁土相互作用及有效樁長的有限元分析.pdf

1、復(fù)合地基因其良好的適用性和經(jīng)濟性，在高速鐵路、高速公路等工程建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著高速鐵路、高速公路的快速發(fā)展，設(shè)計標(biāo)準有了很大提高，高強度樁用于高速鐵路、公路路基工程中地基的加固處理已非常普遍。然由于對高強度摩擦樁承載機理的理論研究明顯落后于工程實踐，因此，為提高工程可靠性，工程設(shè)計中存在盲目增大樁長的現(xiàn)象，以致不僅提高了建設(shè)成本，同時給工程施工帶來困難。針對這種廣泛存在的現(xiàn)象，本文首先采用大型通用有限元軟件ADINA對結(jié)構(gòu)物與

2、土體接觸問題進行了深入探討，在此基礎(chǔ)上，建立了單樁樁土相互作用有限元模型，對高強度摩擦樁有效樁長的影響因素及各因素對有效樁長的影響規(guī)律進行了探討分析，主要工作如下：
　　 (1)對ADINA軟件中摩擦單元接觸問題處理的約束方程法進行了改進，得出了與Goodman單元相類似的切向接觸條件，實現(xiàn)了用臨界相對位移增量△Su控制切向接觸的極限條件(滑動狀態(tài))，這一成果對于結(jié)構(gòu)物與土體結(jié)構(gòu)接觸特性分析中土體滑動剪切臨界位移的模擬有著重要意

3、義?；谠摻Y(jié)論通過ADINA軟件開展了滑塊模型的數(shù)值計算，分析了ADINA軟件中接觸計算條件和參數(shù)對結(jié)果的影響規(guī)律，計算表明：摩擦力與法向力、摩擦系數(shù)成正比；臨界相對位移增量越大，滑塊滑動時所需的相對位移也就相應(yīng)變大，滑動前相同位移下計算得到的接觸面切向摩擦力越小。
　　 (2)基于ADINA對結(jié)構(gòu)物與土體接觸特性模擬的結(jié)論，建立了單樁樁頂荷載作用下樁土相互作用分析模型，并通過土工離心模型試驗得到了驗證。利用建立的單樁樁土相互作

4、用有限元模型，開展了柔性單樁和高強度單樁的荷載傳遞特性分析。分別討論了同一樁承荷載下不同樁長、相同樁長不同樁承荷載時柔性單樁與高強度單樁荷載傳遞規(guī)律特性。在此基礎(chǔ)上分析了柔性樁與高強度樁的樁土相互作用特性及其荷載傳遞規(guī)律，分析表明，高強度摩擦樁的荷載傳遞能力明顯優(yōu)于柔性樁，樁長及荷載等因素的變化會導(dǎo)致高強度摩擦樁的樁身軸力在樁長范圍內(nèi)重新分布調(diào)整，但對樁端阻力及樁頂沉降的影響并不大。
　　 (3)結(jié)合對柔性樁和高強度樁的樁土相互