考虑时间效应的复合桩基简化分析方法

【摘要】：土体固结过程即是土骨架中超孔隙水压力消散过程,流变(蠕变)使得土体变形随时间进一步增长。土体变形的时效性反映了土体固结与流变的统一,其耦合效应决定着建筑物的长期稳定性。因此,在桩土共同作用的研究中,要准确地预测桩基的沉降变形就必须考虑时间效应。 本文首先引入地基柔度矩阵和刚度矩阵的概念,讨论了考虑时间效应的地基模型,给出相应的地基柔度矩阵计算方法;采用考虑时间效应的改进扎列茨基解,编制相应的计算程序,分析了渗透系数、泊松比、模量比等参数对土体固结沉降的影响。研究表明改进扎列茨基解求解结果与地基变形规律相符合,且计算简便,是一种求解地基变形的有效方法。 建立了考虑时间效应的刚性基础计算方法,通过计算分析,得出刚性基础在考虑时间效应时的内力、变形发展规律。刚性基础在荷载作用下,计算区域基底反力在加荷初期变化比较大,角点区域反力变大,中心区域反力变小,随着时间的增长,反力逐渐趋于稳定。地基土反力分布呈现边缘大、中间小的马鞍形特征。 基于复合桩基的基本理论,结合刚性基础的计算方法,建立了刚性承台条件下考虑时间效应的桩—土—承台体系共同作用基本方程,编制相应程序进行计算,分析了单桩、四桩和九桩三种具有代表性的桩—土—承台体系沉降与反力随时间的变化特征,揭示了桩土共同作用的工作机理。