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《太原理工大学》 2012年
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竖向荷载作用下复合桩基承载特性数值模拟

侯慧敏  
【摘要】:在传统的桩基设计理念中,桩承担了上部结构传来的全部荷载,桩间土并不承担任何荷载,这就在无形中忽略了土的承载特性。这种设计的安全度达到了一定的要求,但是桩的设计显然过于保守,造成一定的资源浪费。特别是随着城市高层建筑的发展,地下空间的得到了高效的利用,因此复合桩基的埋深越来越深,周围的土体会对其产生一定的作用。虽然目前的桩基设计中已经开始考虑土的承载特性,发挥桩间土的承载力,但是并没有考虑周边的超载作用对地基土极限承载力的提高作用,因此,复合桩基的优化设计还有待于进一步研究。 为了研究各种参数对复合桩基承载特性的影响,本文对其承载力、沉降以及荷载分担比的理论研究进行了阐述,并采用FLAC3D有限差分程序建立数值模拟模型,对复合桩基的承载特性进行了详细的分析与研究。 (1)本文通过改变复合桩基中地基土与桩身的参数特性,分别分析了不同参数对基础沉降、桩土荷载分担比以及桩承载力的影响。 在竖向荷载的作用下,上部荷载首先由复合桩基中的桩开始承担,当上部荷载超过单桩的极限承载力之和后,荷载开始向地基土转移,土的承载力开始发挥,在真正意义上实现了桩和土的共同作用。并且加载过程中,桩顶的荷载不断地从角桩、边桩向中桩转移,直到荷载达到均衡。 复合桩基中地基土的参数改变主要影响土的极限承载力与基础的沉降,对于桩的承载特性没有太多影响。桩体参数的改变主要影响了桩的承载特性,提高了桩的极限承载力,特别是桩长的改变,对沉降变形影响较大,而对地基土的承载特性没有影响。 (2)文章模拟了基础周边超载作用下复合桩基承载特性,并分析了超载作用下桩长、桩距对基础沉降和桩土荷载比的影响,得出以下结论: 基础周边的超载作用可以有效提高桩间土的极限承载力,降低基础的沉降量。随着复合桩基桩距的增加,土的荷载分担比越来越高。在一定的上部超载作用下,桩长的增加可以明显降低基础的沉降变形。只要充分考虑到上部超载的作用以及桩长、桩距的影响,对复合桩基进行优化,即可以有效地降低基础沉降量,也能在一定程度上降低工程造价,达到良好的经济效益。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TU473.1

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