剛性樁復合地基三維數(shù)值分析與模型試驗研究.pdf

1、剛性樁復合地基不僅可以充分利用天然地基的承載力，而且由于樁體的剛度較大，可以全長發(fā)揮樁的側(cè)阻，把荷載傳到更深的土層，較大幅度的提高了地基承載力，在高層和超高層建筑中應用越來越多。但是剛性樁復合地基理論比較復雜，對其承載力和變形的影響因素眾多，單靠經(jīng)驗和簡單的方法進行復合地基的計算分析遠遠不能滿足工程實際的需要。而數(shù)值分析方法是一個比較有效的途徑。目前對于剛性樁復合地基的數(shù)值分析方法大多集中在平面應變假定下的二維平面分析以及單樁下的簡單三

2、維分析。對于三維群樁的研究，由于建模比較麻煩、計算時間長、不容易收斂等原因，研究的資料不多。對于剛性樁復合地基的試驗研究，現(xiàn)場試驗由于投資較大，試驗周期較長，可重復性較差等原因應用較少，較多的是進行一定比例的模型試驗，而關于剛性樁復合地基群樁的模型試驗資料的相關報道也較少，能和數(shù)值分析結(jié)果進行比較論證的資料相對更少。 本文以有限元分析軟件ANSYS為工具，通過建立剛性樁復合地基三維群樁(樁數(shù)5×5)有限元模型，對剛性樁復合地基的

3、褥墊層厚度、褥墊層模量、樁體長度、樁體模量、基礎剛度等幾個方面進行了比較深入系統(tǒng)的研究。研究表明：隨著褥墊層厚度的增加，樁間土的承載能力被充分利用，地基承載力提高，樁體受力更加均勻：褥墊層模量的減小可以更好的協(xié)調(diào)樁土變形，充分利用樁間土，提高地基承載力，但幅度不大；樁體長度對地基承載力的提高效果非常明顯，尤其是當樁端支撐于較好土層時：樁體模量的提高使樁體承擔更多的荷載，地基承載力有所提高，但當達到一定值以后對地基承載力提高效果不大：隨著

4、基礎剛度的增加，樁體將承擔更多的荷載，地基承載力也有所提高，這對增加建筑的整體性和降低基礎的不均勻沉降都有較好的效果。另外，還發(fā)現(xiàn)一些共同的規(guī)律：樁體和樁間土邊緣區(qū)域受力較中間區(qū)域大，施工中應加強邊緣區(qū)域樁體的施工質(zhì)量，避免對邊緣土體的擾動；樁間土體的附加應力在淺層較大，設計中可以充分利用淺層區(qū)域樁間土的承載能力。 本文還進行了3×3的剛性樁復合地基群樁模型試驗，對不同墊層厚度下剛性樁復合地基的變形特性、不同樁位樁體和樁間土的受