竖向荷载下超大群桩的群桩效应研究

论文摘要

为了了解李子沟特大桥地质条件下的超大群桩基础的群桩效应,并为今后类似地质条件下的桩基设计提供一些帮助,本文主要是在李子沟特大桥群桩基础试验研究的基础上,运用FLAC3D有限差分软件进行数值模拟计算,分析在竖向荷载下诸如承台、桩的长径比、桩距、桩长与承台的长宽比等因素对群桩基础侧阻力及沉降等方面的影响。本文的主要工作如下:1.简略概括了国内外关于群桩工作性状的研究成果。2.对FLAC3D软件的理论背景进行了初步的学习和研究,对FLAC3D软件的计算原理及本构模型作了初步的介绍。3.采用FLAC3D如软件对单桩建模并模拟,并与现场所做的试验结果比较,筛选出与实际情况最相符的模拟结果,最终确定岩土土层在FLAC3D软件环境中的合理计算参数。4.针对影响群桩效应的承台、桩距、桩数、桩长与承台宽度比等因素,应用FLAC3D如软件分别建立相应的三维群桩模型,再分别模拟计算。分析竖向荷载下承台、桩距、桩数、长径比等因素对群桩基础侧阻力及沉降的影响。通过研究,主要取得如下成果:1.FLAC3D软件可用于群桩基础模拟分析,其模拟效果较为理想:2.合理桩距应介于2.5D～6.0D之间,在范围以外的间距要么不利于发挥桩侧阻力,要么会造成工程成本的增加。3.在李子沟特大桥所在的地质条件,桩数是引起群桩沉降的主要因素,桩距及长径比影响较小。在设计过程中提高基础承载力优先考虑增加桩长。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 桩的相关概念
• 1.1.1 桩、桩基础和群桩的概念
• 1.1.2 桩基础的分类
• 1.2 国内外桩基础的进展和发展趋势
• 1.2.1 桩基础发展概况
• 1.2.2 国内外桩基础的最新进展
• 1.2.3 国内外桩基础的发展趋势
• 1.3 桩基计算理论
• 1.4 本文选题意义和研究内容
• 1.4.1 选题意义
• 1.4.2 研究内容
• 3D的理论背景及简介'>第2章 FLAC^3D的理论背景及简介
• 2.1 概述
• 2.2 三维快速朗日分析的数学模型
• 2.2.1 空间导数的有限差分近似
• 2.2.2 节点运动方程
• 2.2.3 增量形式的本构方程
• 2.2.4 时间导数的有限差分近似
• 2.2.5 阻尼力
• 3D简介'>2.3 FLAC^3D简介
• 3D计算原理'>2.3.1 FLAC^3D计算原理
• 3D的本构模型'>2.3.2 FLAC^3D的本构模型
• 3D模拟基桩静载试验'>第3章 FLAC^3D模拟基桩静载试验
• 3.1 现场基桩静载试验
• 3.1.1 工程地质概况
• 3.1.2 试验方案
• 3.1.3 试验资料分析
• 3D模拟基桩静载试验'>3.2 FLAC^3D模拟基桩静载试验
• 3.2.1 建立三维试桩模型
• 3.2.2 模拟试验结果分析
• 3.3 本章小节
• 第4章 群桩效应的数值模拟研究
• 4.1 竖向荷载下群桩的性状与群桩效应
• 4.1.1 承台、桩群和土的相互作用
• 4.1.2 群桩效应
• 4.2 三维群桩模型的建立
• 4.3 模拟试验结果分析
• 4.3.1 桩侧阻力
• 4.3.2 群桩沉降
• 4.3.3 桩端阻力
• 4.4 本章小节
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作