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群桩基础在荷载作用下的力学问题与沉降理论分析

杨枭  
【摘要】:随着人类社会经济的增强,人口数量的增加,高层建筑越来越多的被应用于现实生活当中,相对应的用于作为其地基的基础形式也在发生变化,群桩基础得到了更多的采用,在进入现代化阶段以后也得到了迅速的发展,但就我国目前的桩基工程现状来看,还面临着许多方面的挑战。 桩基的承载力与沉降问题一直是工程人员、高校学者的研究热点,群桩较单桩更为复杂,由于群桩效应的存在,大大增加了对群桩基础受力机理分析的困难,尽管桩基的设计理念在近年来已有了很大的发展,但由于其复杂性,现实的情况依然是理论落后于实践,桩基的理论研究与实际工程的应用水平之间还有不少的差距,为了得到解析解而作的许多不符合实际情况的假设以及应用解析法求解的计算复杂性促使人们同时寻找其它的解决途径。由于大型高速计算机的迅速发展和广泛使用,使得数值法在桩基设计中越来越普及和灵活,本文主要的计算都是建立在数值有限元分析的基础上的,着重对群桩基础做了以下几个方面的工作和分析: ①对岩土工程中的弹性以及弹塑性有限元问题进行了讨论,详细阐述了岩土的本构关系、屈服函数、加载条件,特别对本文所使用的D-P准则进行了讲解; ②验证了ABAQUS在群桩工程中进行分析的可行性,对均匀布桩情况下的几种影响桩基的承载因素进行了分析,得到了一些有价值的规律; ③运用ABAQUS软件对变刚度群桩的承载力以及差异沉降进行了计算,并与均匀布桩形式下的桩基进行比较,得出了变刚度布桩在调整差异沉降上具有明显的作用。 ④将灾变链式理论与群桩的破坏过程想结合,初步探索了群桩用链式理论解释的合理性,并将其破坏过程划分为三个阶段进行阐述,分析了每阶段其内部状态的变化。


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