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复合地基固结性状研究

邢皓枫  
【摘要】:复合地基是由基体(天然土体)和竖向增强体(桩体)共同形成的人工地基,其特点是在荷载作用下,基体和增强体共同直接分担上部荷载。由于复合地基广泛地应用于各类土木工程,取得了较好的经济效益,故学术界和工程界不仅对其承载力和沉降变形充满了浓厚的兴趣,而且固结问题也在进行着广泛而深入的研究。本文在参考前人研究成果的基础上结合实际情况较系统地对复合地基固结性状进行了研究: 1、将复合地基的桩体和周围土体的径向整体分别作为一个研究对象,从而避开单独考虑因施工造成的涂抹效应的影响:由排水量与体积变化量相等的关系,用平均超孔隙水压力的概念推导出单层地基复合地基的固结简化解析式,考虑应力集中效应并得到相应的桩体及其周围土体的超孔隙水压力和固结速率计算式,对影响复合地基固结效应的影响因素诸如桩体渗透性和压缩性及其置换率等进行详细的讨论并对其规律性进行了总结; 2、建立了成层地基复合地基的超孔隙水压力和固结度的解析方程,着重研究了地基土的渗透性和压缩性及厚度变化对复合地基固结性状的影响; 3、建立了含软弱下卧层复合地基的固结方程,通过改进加固区和下卧层区接触面的连续条件,求得相应的超孔隙水压力和固结速率计算式;根据复合地基固结沉降的特点,建立反映固结沉降大小的整体固结度方程式; 4、用Terzaglli一维固结理论验证了ABAQUS程序固结计算的可行性,研究了复合地基的桩土间摩擦效应对其固结性状的影响; 5、用有限元研究了复合地基的基础型式、桩体和土体的性质、桩体置换率、基础刚度等参数变化对其固结性状的影响,研究的内容主要包括超孔隙水压力大小及分布、固结沉降、固结度等,并对其规律性进行分析和总结。 本文的研究较全面地揭示和了解复合地基固结性状,提出了复合地基固结简化解析式并改进了其连续条件,进一步丰富和完善复合地基固结理论及其分析计算,为工程实践提供指导作用。


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