带垫层桩体复合地基工作性状弹塑性数值分析

论文摘要

复合地基能够较好地发挥地基土体和增强体两部分的承担荷载的潜能,进而提高地基承载能力和减小地基沉降,使得工程实践获得良好的经济效益。然而工程界和学术界对于复合地基计算理论和设计方法还不成熟,对于复合地基工作特性与机理认识方面还有待深入。可见,复合地基工作性状的深入研究对于指导工程设计与实践具有深远的现实指导意义和参考价值。本文研究工作结合复合地基研究状况,针对带垫层桩体复合地基,采用数值计算方法手段,主要围绕以下两个方面展开:1.基于ABAQUS大型有限元平台,通过建立带垫层桩体复合地基弹塑性有限元数值模型,采用基于Mohr-Coulomb破坏准则的理想弹塑性本构模型考虑地基土的弹塑性性质,采用罚函数接触算法描述桩-土界面接触特性,采用无限元边界模拟半空间地基以避免静力边界效应,针对即定工况下带垫层桩体复合地基在加载过程中复合地基体系中筏板、垫层、桩体所呈现的受力变形特征加以分析与讨论;2.基于前述所建立的即定工况下带垫层桩体复合地基弹塑性有限元数值模型,通过改变垫层刚度、筏板厚度和桩基刚度,针对带垫层桩体复合地基模型进行变参数化分析,进一步探讨了复合地基体系中垫层、筏板及桩基三部分对整体受力变形特性的影响,从而更全面和深入地揭示了复合地基体系的承载性能和工作机制。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 复合地基的分类与特点
• 1.3 复合地基研究现状与方法
• 1.3.1 复合地基研究现状
• 1.3.2 复合地基主要分析方法
• 1.4 本文技术路线
• 1.5 本文主要研究工作
• 2 数值分析数值实施与本构模型
• 2.1 ABAQUS概述
• 2.2 本构模型
• 2.3 ABAQUS中材料非线性问题的求解方法
• 2.3.1 平衡迭代和收敛性
• 2.3.2 自动增量控制
• 2.4 接触面模型和接触算法
• 2.4.1 接触面模型
• 2.4.2 接触算法
• 3 加载过程中带垫层桩体复合地基工作性状数值分析
• 3.1 概述
• 3.2 弹塑性有限元数值计算模型
• 3.3 计算结果及其分析
• 3.3.1 加载过程中地基土受力变形特性分析
• 3.3.2 加载过程中筏板受力变形特性分析
• 3.3.3 加载过程中加固区受力变形特性分析
• 3.4 小结
• 4 带垫层桩体复合地基工作性状参数化分析
• 4.1 概述
• 4.2 数值计算模型
• 4.3 筏板厚度对复合地基工作性状的影响性分析
• 4.4 垫层刚度对复合地基工作性状的影响性分析
• 4.5 桩体刚度对复合地基工作性状的影响性分析
• 4.6 小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢