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复合桩基非线性工作机理模型试验研究与分析

李雄威  
【摘要】:复合桩基非线性设计理论的目的就是为了充分发挥桩与桩间土的直接承载能力,由于考虑了桩和地基土的共同作用,这使工程用桩量大大减少,可取得极大的经济效益。为了对复合桩基非线性共同作用机理进行更深入的研究,本文在前人研究的基础上设计了单桩系列模型试验和群桩系列模型试验,并针对试验成果进行了相应的数值模拟分析,获得了一些具有实际意义的研究成果: (1) 群桩受荷时,桩间土体会发生绕桩流动,桩的遮拦作用使承台底土体受到极限滑动阻力,从而使土体极限承载力有一个增加值△f_u,事实证明了承载力提高解的合理性。 (2) 在大桩距群桩的情况下,桩较早地发挥到极限状态,随后承台下土体才充分参加工作,承担后续加荷的主要部分,进入以土体承载为主要表现的极限状态,同时在大桩距的情况下桩土的荷载分担是明确的,群桩中各单桩的极限桩侧摩阻力和极限桩端阻力等主要受力特性都趋近于独立单桩,试验测试和数值模拟结果证实了塑性支撑桩的概念。 (3) 在大桩距时,群桩中基本受荷单元的桩、土荷载分担特性与带承台单桩的情况较接近,这说明用带承台单桩模拟大桩距群桩基本受荷单元是合理的,但群桩中带承台单桩单元之间会产生削弱作用,说明群桩效应还或多或少的存在着,所以在实际工程中用带承台单桩模拟大桩距群桩中的基本受荷单元时,需进行适当的折减。 从研究结果可以看出复合桩基非线性设计理论和塑性支撑桩概念的合理性,这为土与基础和上部结构共同作用的优化设计提供了有力依据。


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