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竖向荷载作用下复合桩基三维非线性有限元分析

张传海  
【摘要】: 复合桩基考虑了桩间土承担荷载的作用,能大量减少基础中桩的数量,因而具有良好的经济效益和广阔的应用前景。几十年来,国内外专家学者对这一课题进行了大量的研究,但是仍未能形成比较完善的设计理论和计算方法,对复合桩基中桩土共同作用机理与力学性状的研究仍是目前该领域的一个研究热点。 本文采用三维有限单元法对桩—筏—土共同作用的复合桩基的受力变形特性进行了较为深入的研究,主要工作如下: (1)对国内外有关复合桩基的各种分析理论研究方法及工程应用现状进行了回顾与总结。 (2)考虑复合桩基的土体弹塑性以及桩土之间接触特性的基础上,建立了一个典型复合桩基的三维有限元分析模型,分别研究了荷载、桩长、桩间距、桩径及土体弹性模量等参数变化对复合桩基工作性状的影响,给出了基础的沉降、差异沉降、桩侧摩阻力、桩、土荷载分担比以及地基土竖向附加应力等的特点及变化规律。 (3)对一个按复合桩基理论设计的工程实例进行了三维弹塑性有限元计算,将所得结果与实测资料进行了比较分析,说明了利用非线性有限元分析复合地基基础具有一定的实用性和可靠性。 (4)针对该工程实例,通过三维弹塑性有限元计算,对比分析了按常规设计理论布桩基础与复合桩基设计理论布桩基础的某些性状差异,得到了一些有益的结论。


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