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多元复合地基加固优化技术研究

雷艳杰  
【摘要】:复合地基是指天然地基的部分土体在加固过程中得到增强或被置换,或在天然地基中设置加筋材料的人工地基,其加固区由基体(天然地基土体或被改良的天然地基土体)和增强体两部分组成。多元复合地基是采用两种及以上桩型或不同桩长的桩作为加固体的复合地基,本文在已有的研究工作基础上,着重探讨了多元复合地基的承载力、沉降计算方法及其优化设计理论,本文取得的研究成果主要有: ⑴介绍了常用的多元复合地基设计计算方法,根据多元复合地基受力和变形的特点,并结合区域工程特点,探讨了其承载力和沉降的计算方法中一些参数的合理取值范围。 ⑵通过五桩(1长低混凝土桩4短水泥土桩)下的长短桩复合地基实验研究,得到了一些多元复合地基承载和沉降性能的分布规律,如荷载与沉降关系、桩身轴力沿深度变化等,进一步验证了理论设计计算的可靠性。 ⑶采用有限元软件ANSYS建立了多元复合地基的三维数值实体模型,该模型对土采用DP弹塑性模型来模拟其本构关系,桩采用线弹性模型,通过对多元复合地基在不同因素影响下的对比分析,如桩体平面布置、刚性桩或柔性桩置换率、桩长等因素,最终得到了这些因素对地基性状的影响,进一步探讨了多元复合地基的承载和沉降性能。 ⑷建立了多元复合地基优化设计的数学模型,选择了合适的设计变量和合理的目标函数,通过深入分析确定了需要满足的约束条件,并采用遗传算法对多元复合地基进行了优化设计,得到了以变形和经济性为主要目标的多元复合地基优化设计方法。


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