论文题目: 复合地基桩土承载力发挥系数的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 岩土工程
作者: 王明山
导师: 闫明礼
关键词: 复合地基,试验,承载力,发挥系数,复合模量,变形
文献来源: 中国建筑科学研究院
发表年度: 2005
论文摘要: 本文研究了由“CFG桩+夯实水泥土桩”构成的复合地基以及不同长度的CFG桩复合地基承载性状与变形性状，对复合地基中桩间土及各种类型的桩在工作状态下的应力、荷载分担、承载力发挥以及变形等性状进行了系统的试验测试和分析研究，取得了一些有益的成果： （1）复合地基中桩、桩间土的性状 主要对桩间土及各种类型的桩的承载力发挥系数进行了测试，发现当作用在复合地基上的荷载达到复合地基承载力特征值时，主控桩、辅桩的承载力发挥系数γ1与γ2均小于1.0，而桩间土的承载力发挥系数β则达到了1.1～1.3。 （2）复合地基承载力计算 本文建议的由两种不同的、刚度较大的桩构成的复合地基承载力特征值计算公式为 fspk=γ1m1Ra1/Ap1+γ2m2Ra2/Ap2+β（1-m1-m2）fsk 而目前一些学者和工程技术人员多用下式计算 fspk=m1Ra1/Ap1+m2Ra2/Ap2+β（1-m1-m2）fsk后面的表达式只是相当于前面的表达式中γ1=γ2=1的情况。试验表明，按照后面的表达式并取β=0.95估算出的复合地基承载力特征值与实测结果相差也不大，这种计算方法的可靠性尚需进一步积累工程资料加以验证。 （3）复合地基的复合模量 对于主控桩为刚性桩的复合地基，采用桩体材料压缩模量计算复合土层的复合模量的方法，不能考虑桩的长度和桩侧、桩端士对复合模量的影响，计算得到的复合模量偏高，是不合理的。 复合土层的复合模量，表征的是复合土体抵抗变形的能力。复合土层的复合模量在使用上可以理解为复合土体的压缩模量，并可用于按单向分层总和法计算复合地基的变形。采用土的模量的某一倍数表征复合模量的方法，计算参数容易确定，使用方便，计算结果符合工程实际。 （4）复合地基变形计算 对于主控桩为刚性桩的复合地基，采用只能反映桩体材料性质的桩体压缩模量Ep确定复合土层模量，计算复合地基变形，比实测结果小很多，是不合理的；用桩基工程变形计算的等效作用分层总和法计算复合地基变形，忽略了桩加固范围内的复合土层的变形，也忽略了假想实体侧面的摩阻力，导致计算结果比实测结果偏小。尤其是当复合地基中桩间距较大时，把加固区视作刚体导致计算误差较大。 Mindlin法、应力修正法估算的结果与试验实测值比较吻合。 采用本文提出的方法确定复合模量，按单向分层总和法计算复合地基的变形，与实测值具有良好的一致性，该方法利用了“地基规范”多年来的工程经验，并且便于工程技术人员掌握和运
论文目录:
摘要
ABSTRACT
本文主要符号及其单位
1 概论
1.1 概述
1.1.1 复合地基定义和分类
1.1.2 复合地基的发展历史
1.2 两种桩型复合地基应用与研究现状
1.2.1 两种桩型复合地基的应用
1.2.2 两种桩型复合地基的研究现状
1.3 本文研究的内容
1.3.1 两种桩型复合地基承载力
1.3.2 复合模量
1.3.3 两种桩型复合地基变形
1.4 研究方法
2 两种桩型复合地基的试验研究
2.1 室内模型试验
2.1.1 试验概况及场地土条件
2.1.2 试验与测试方案
2.1.3 试验过程
2.2现场试验
2.2.1 试验工程概况
2.2.2 试验与测试方案
2.2.3 试验过程
3 试验结果分析
3.1 室内模型试验
3.1.1 桩、土、复合地基的荷载-沉降关系
3.1.2 单一桩型复合地基承载性状
3.1.3 两种桩型复合地基承载性状
3.1.4 复合地基变形性状
3.1.5 两种桩型复合地基中的负摩擦区
3.2 现场试验
3.2.1 试验的荷载-沉降关系
3.2.2 两种桩型复合地基承载性状
3.3 桩间土承载力的讨论
3.4 试验结果的可靠性
3.4.1 加载设备
3.4.2 传感器及接收仪
3.4.3 试验数据的误差
4 两种桩型复合地基的数值分析
4.1 有限元分析的基本原理
4.1.1 形状函数
4.1.2 单元刚度矩阵
4.1.3 载荷分配
4.1.4 结构整体分析
4.2 土体的弹塑性分析
4.3 有限元分析模型及计算参数
4.3.1 计算假定
4.3.2 本构模型
4.3.3 流动法则
4.3.4 有限元模型的建立
4.4 计算结果分析
5 两种桩型复合地基设计中的几个问题
5.1 两种桩型复合地基的承载力计算
5.1.1 单一桩型复合地基承载力计算
5.1.2 两种桩型复合地基承载力计算
5.2 两种桩型复合地基的变形计算
5.2.1 两种桩型复合地基的复合模量
5.2.2 两种桩型复合地基的变形计算
5.3 两种桩型复合地基变形计算方法比较
5.3.1 采用本文提出的方法验算
5.3.2 采用Mindlin方程的Geddes积分解方法验算
5.3.3 采用(1.2～20)、(1.2-21)式的方法验算
5.3.4 采用“等效作用分层总和法”验算
5.3.5 采用“应力修正”法验算
5.3.6 采用有限元方法验算
5.3.7 变形验算小结
5.4 两种桩型复合地基的检测
6 结论
附录.两种桩型复合地基计算机辅助设计
参考文献
致谢
发布时间: 2006-11-28
参考文献
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