土体拉压模量不等情况下的抗压抗拔群桩沉降分析

论文摘要

抗压与抗拔群桩基础在工程实际中已得到广泛应用,其沉降计算始终是工程应用中的重点研究课题。现有桩基沉降计算方法多是基于弹性理论,即假定土体在拉伸、压缩时的模量相等,但土体具有明显的拉压模量不等特性,如果沿用弹性理论计算群桩基础,尤其是抗拔群桩基础沉降,可能产生较大的误差,因此用不等模量来进行桩基沉降分析具有重要的意义。为考虑土体拉压性能不等的特点对群桩沉降的影响,本文引入了土体抗拉泊松比对Geddes应力解进行改造,提出了考虑土体拉压模量不等条件下群桩应力和沉降分析方法——不等模量法。根据上述分析方法本文编制了MATLAB程序,利用该程序对比分析了拉压模量相等和不等情况下抗压抗拔桩基础应力和沉降性状,并针对抗压抗拔桩基础的桩身轴力、桩身轴向变形、土体竖向应力和变形的分布规律进行了桩长、桩径、桩间距、桩数、土体模量等因素的参数分析,得出了一些有实际意义的结果。此外,本文运用有限元软件ABAQUS对一群桩模型进行了计算,并与以本文方法的计算结果进行了对比分析,两者计算结果的规律性吻合较好。通过将一个抗拔桩试验结果与本文方法计算结果进行对比分析,说明拉压模量不等情况下计算抗拔桩基础沉降更为准确。这些对比分析结果验证了本文群桩沉降计算方法的可行性,表明本文方法有较好的适用性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 桩基沉降计算理论综述
• 1.2.1 简化理论计算方法
• 1.2.2 工程实用计算方法
• 1.2.3 数值分析法
• 1.3 不同模量弹性理论
• 1.3.1 不同模量弹性理论的提出
• 1.3.2 不同模量弹性力学问题的应用研究
• 1.4 桩土体系的荷载传递过程
• 1.4.1 抗压桩-土体系的荷载传递过程
• 1.4.2 抗拔桩-土体系的荷载传递过程
• 1.5 抗拔桩变形研究现状
• 1.6 本文工作
• 第二章 拉压模量不等群桩基础分析程序设计
• 2.1 概述
• 2.2 Geddes应力解
• 2.3 “不等模量法”计算原理
• 2.3.1 基本假设
• 2.3.2 计算原理
• 2.4 桩身轴力及变形计算原理
• 2.4.1 桩身轴力计算原理
• 2.4.2 桩身变形计算原理
• 2.5 拉压模量不等情况群桩基础变形计算程序
• 2.6 本章小结
• 第三章 抗压抗拔单桩的承载性状研究
• 3.1 引言
• 3.2 计算模型及计算参数
• 3.2.1 计算模型
• 3.2.2 计算参数
• 3.3 抗压单桩基础承载性状分析
• 3.3.1 桩身轴力分布
• 3.3.2 桩身轴向变形分析
• 3.3.3 土体竖向附加应力沿竖向分布的特点及规律
• 3.3.4 土体竖向变形沿竖向分布的特点及规律
• 3.3.5 土体竖向附加应力沿水平方向分布的特点及规律
• 3.3.6 土体竖向变形沿水平方向分布的特点及规律
• 3.4 抗拔单桩基础承载性状分析
• 3.4.1 桩身轴力分布
• 3.4.2 桩身轴向变形分析
• 3.4.3 土体竖向附加应力沿竖向分布的特点及规律
• 3.4.4 土体竖向变形沿竖向分布的特点及规律
• 3.4.5 土体竖向附加应力沿水平方向分布的特点及规律
• 3.4.6 土体竖向变形沿水平方向分布的特点及规律
• 3.5 本章小结
• 第四章 抗压抗拔群桩的变形性状研究
• 4.1 引言
• 4.2 群桩基础土体竖向变形分布规律
• 4.2.1 计算模型及计算参数
• 4.2.2 抗压群桩基础土体竖向变形分布规律
• 4.2.3 抗拔群桩基础土体竖向变形分布规律
• 4.3 群桩参数对于土体变形的影响
• 4.3.1 计算模型和计算参数
• 4.3.2 参数对于抗压群桩基础土体竖向变形的影响
• 4.3.3 参数对于抗拔群桩基础土体竖向变形的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 本文方法与有限元及试验的对比分析
• 5.1 引言
• 5.2 有限元理论介绍
• 5.2.1 有限元基本原理
• 5.2.2 有限元基本步骤
• 5.3 ABAQUS的应用
• 5.3.1 ABAQUS基本介绍
• 5.3.2 ABAQUS的分析过程
• 5.3.3 ABAQUS/CAE的建模过程
• 5.3.4 ABAQUS中初始应力场的实现
• 5.4 有限元计算与本文方法对比分析
• 5.4.1 有限元计算
• 5.4.2 程序与有限元计算对比分析
• 5.5 试验与本文方法的对比分析
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 附录
• 参考文献
• 致谢