变刚度桩筏基础与地基土相互作用机理研究

【摘要】：桩筏基础是软土地基上高层建筑广泛采用的基础形式之一。其与地基土的相互作用是目前土木工程界研究的热点问题,桩筏基础优化设计的前提是对桩筏基础与地基土相互作用特征清晰、全面的认识。由于地基土与桩筏相互作用的复杂性,目前的分析方法仍不足以完全揭示其规律,因此理论分析、数值计算、模型实验、对比研究等是进一步加深认识其力学特征的有效手段。实际工程中桩筏基础形式多种多样,筏板厚度、桩的平面布置、桩数、桩距、桩长、桩径,即桩筏基础刚度及其分布可以在较大范围内取舍,所以桩筏基础的优化空间较大。 首先,本文对所采用的不同桩长、桩径桩筏基础数值分析方法及高层建筑变刚度桩筏基础模型试验作了简要的介绍;然后,对变刚度桩筏基础与地基土相互作用进行了较为深入的探讨:(1)比较分析变刚度桩筏基础模型试验的结果与数值计算的结果,验证上述数值分析方法的合理性与可靠性;(2)分别对筏基、均匀布桩、变桩距、变桩长、变桩径不同布桩形式的桩筏基础分别进行数值分析,探讨桩与桩、桩与土相互作用的机理;(3)通过对比分析五种不同刚度桩筏基础的沉降、土反力、桩顶反力及桩身轴力等,进一步研究桩筏基础与地基土相互作用的机理,并进行优化布桩分析。 总之,本文通过先进的数值分析方法和大比例尺模型试验,分析研究了变刚度桩筏基础的沉降变形特征及其与地基土相互作用机理。对于基础与地基相互作用理论的发展、桩筏基础的优化设计、降低基础工程造价等具有一定的理论意义和参考价值。