围海造田地区吹填土的桩土共同作用有限元分析

论文摘要

围海造地，即在泥沙沉积较快的海滩上建造一定高度的围堰，圈围一定范围的海域，填以泥沙或土石形成陆地的过程。这些围海形成陆域上的建筑物多采用桩基础，而对于这种比较特殊的地基上的桩基与土共同作用研究还比较少见，为了更深入地研究围海造地上桩土共同作用理论，并更好地服务于工程实践，本文在共同作用理论基础上，结合深圳某围海陆域上桩基础工程实例，对桩基承载和变形从理论研究和数值模拟两方面进行深入研究，得出一些结论。首先，从吹填土地基的定义、形成方式和加固方法等方面总结吹填土地基不同于一般软土的特性。其次，从理论上系统的分析了桩土共同作用下单桩的工作机理和承载变形特性，并对不同桩长、桩径、土层参数等对围海陆域的单桩承载性能和沉降变形性状的影响作了数值模拟和分析，得出增加桩长、桩径和土的弹性模量均可提高单桩极限承载力，降低沉降的结论，为后续群桩的研究奠定了基础。最后，利用大型有限元软件对围海陆域上群桩基础的承载性能和沉降变形特性进行非线性有限元分析，对群桩的荷载传递机理与规律、承台分担比、沉降变形特性分别作出系统的分析和比较，并且对影响承载力和沉降的因素做了分析，得出增大桩长和桩径均可提高群桩基础承载力，增大桩长降低荷载分担比，桩间距增大荷载分担比提高等结论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外桩土相互作用的研究现状与发展
• 1.2.1 国内外桩土相互作用的几种方法
• 1.2.2 国内外桩土相互作用的研究现状
• 1.3 课题研究的目的和意义
• 1.4 本文主要研究内容
• 2. 吹填土地基及其特性
• 2.1 吹填土地基
• 2.2 吹填土地基处理方法
• 2.3 吹填土地基的特性
• 2.4 本章小结
• 3. 围海造地吹填土中单桩的承载理论与非线性有限元分析
• 3.1 概述
• 3.2 工程概况
• 3.3 围海造地吹填土中单桩的工作性能
• 3.4 围海造田吹填土单桩的承载性状的非线性有限元分析
• 3.4.1 桩与土的本构模型
• 3.4.2 计算模型的单元类型
• 3.4.3 接触面本构模型和接触单元
• 3.4.4 材料参数的选取
• 3.4.5 边界条件和网格划分
• 3.4.6 加载和求解
• 3.4.7 桩土作用有限元计算模型的建立与结果分析
• 3.5 围海造田吹填土中单桩承载-沉降关系的影响因素
• 3.5.1 桩长对单桩承载力和沉降的影响
• 3.5.2 桩径对单桩承载力和沉降的影响
• 3.5.3 桩土模量比对单桩承载力—沉降的影响
• 3.6 本章小结
• 4. 围海造田吹填土中群桩基础的非线性有限元分析
• 4.1 群桩基础的相互作用
• 4.1.1 群桩在竖向荷载作用下的工作性状
• 4.1.2 承台—桩—土的共同作用
• 4.2 围海造田吹填土中群桩的非线性有限元分析
• 4.2.1 桩与土体的本构模型
• 4.2.2 模型单元及接触单元
• 4.2.3 材料参数的选取
• 4.2.4 模型建立和网格划分
• 4.2.5 计算结果分析
• 4.3 桩长对承台—桩—吹填土相互作用的影响
• 4.4 桩距对承台—桩—吹填土相互作用的影响
• 4.5 本章小结
• 5. 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 硕士研究生在读期间的研究成果