开题报告-群桩复合地基在竖向荷载作用下的应力场分析

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1、唐山学院开题报告设计题目：群桩复合地基在竖向荷载作用下的应力场分析系别：土木工程系班级：07土本（1）班姓　　名：xxx指导教师：xxx2011年3月18日5课题性质（打√选择）设计（）论文（√）一、文献综述1.本设计任务来源于河北省科学技术研究与发展指导计划项目：曹妃甸地区复合地基差异沉降及预测模型研究（课题号：07215640），以CFG桩复合地基为研究对象，利用数值模拟技术开展群桩复合地基在竖向荷载作用下的应力场的分析研究。CFG桩（CementFlv-ashGravlPile）即由碎石，粉煤灰掺适量的水泥加水拌合，用各种成桩机具制成的可变粘结性强桩

2、，主要用于处理粘性土，粉土，沙土等地基，由于CFG桩较其他桩类具有成本低，地基变形小等优点，近年来在工程上得到了广泛的利用。CFG桩复合地基由桩，桩间土和褥垫层三部分组成，其加固机理为褥垫层受上部基础荷载作用产生变形以后一定的荷载分担给桩及桩间土，使二者共同受力。2.CFG桩复合地基目前的发展研究现状目前，针对CFG桩复合地基的研究大多都停留在竖向荷载作用下的工作现状，对其在竖向荷载作用下的荷载传递机理，桩土应力分担比，合理褥垫层厚度均有较深入的研究。针对水泥土砖，粉喷桩等（不包括CFG桩）复合地基在竖向荷载作用下的应力场有较深入的研究。但是目前很少有人对

3、CFG群桩复合地基在竖向荷载作用下的应力场进行分析，对CFG桩复合地基的桩土应力变化规律以及各桩之间的相互作用机理没有一个清楚的认识。因此，对CFG桩复合地基应力场进行有限元分析研究是亟需解决的一个重要课题。3．研究的目的和意义本人利用有限元分析软件ANSYS，考虑复合地基中各种材料的非线性特性，对在竖向荷载作用下CFG群桩复合地基的承载力和沉降特性作数值模拟分析，对桩土荷载分担和桩土应力变化进行计算分析，找出CFG群桩复合地基的桩土应力比及桩土应力变化的一些基本规律，为进一步研究竖向荷载作用下群桩复合地基的受力和变形提供参考。为曹妃甸港的复合地基处理提供

4、一些有益的建议。4数值分析软件ANSYS在土木工程上应用的主要方面。数值分析已成为结构研究的主要手段之一，涉及土木工程的各个领域；数值分析以计算力学为基础，计算机科学为手段，正飞速发展，解决越来越多的工程问题；数值分析是一项更高依赖智力的工作，成功的实施需要理论、经验和软件。作为数值分析软件之一的ANSYS已有40年的发展历史，从开始单一的帮助企业优化设计流程，已经发展成功能强强大的CAE软件系统。ANSYS的主要功能包括结构分析，热分析，电磁分析，流体分析等。ANSYS分析的结构类型主要包含建筑结构、桥梁结构、岩土工程、道路工程、地下工程、水工结构等。A

5、NSYS能对结构进行静力分析，动力分析、弹塑性分析、地震反应分析、温度应力分析、上下部共同作用分析、工程安全稳定分析、施工模拟分析，能够解决一些土木工程难题。5二、设计（论文）主要内容1．学习有限元理论，了解CFG桩复合地基的工作现状及群桩效应。2．学习ANSYS软件，主要是ANSYS软件在复合地基处理上的应用。3．熟悉有限元分析思路与步骤，建立桩，土，褥垫层等有限元模型。4．在建立的有限元模型上，施加均布竖向荷载，分析等桩长群桩复合地基的应力场特征研究。三、设计（研究）方案利用有限元分析软件ANSYS，建立单桩复合地基有限元模型，分析等桩长群桩复合地基的

6、应力场。通过3根桩的单桩复合软件模拟，研究不同大小均布竖向荷载对桩土应力比和桩土应力变化的影响。对CFG桩复合地基进行应力计算和分析，从而为CFG桩复合地基的设计提供依据，以求提高地基处理的经济效益。分析歩骤：求解网格划分加载重力约束建立几何模型位移约束形成有限元模型载荷约束查看结果5四、工作进度安排阶段完成的主要工作计划起止时间1有限元理论及ansys软件学习第三周2有限元理论及ansys软件学习第四周3有限元理论及ansys软件学习第五周4确定模型方案第六周5桩模型建立第七周6土模型建立第八周7褥垫层模型建立第九周8群桩复合地基桩土荷载分担计算分析第十

7、周9群桩复合地基桩土荷载分担计算分析第十一周10群桩复合地基桩体应力变化计算分析第十二周11群桩复合地基土体应力变化计算分析第十三周12撰写论文第十四周13撰写论文第十五周14评审及答辩第十六周5五、主要参考文献[1]地基处理技术规范.北京：中国建筑工业出版社，2002.[2]龚晓南.复合地基理论及应用，北京：中国建筑工业出版社，2002.[3]建筑地基基础设计规范.GB5007-2002.中华人民共和国国家标准.北京：中国建筑工业出版社，2002.[4]阎明礼，杨军，吴春林等.CFG桩复合地基的褥垫技术，地基处理，1996，7（3）：1~7...[5]阎

8、明礼.地基处理技术.北京：中国环境科学出版社，1996.[6]袁聚