褥垫层对刚性桩复合地基受力特性的影响

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1、工程硕士学位论文褥垫层对刚性桩复合地基受力特性的影响作者姓名吴添珠工程领域建筑与土木工程校内指导教师刘叔灼副教授校外指导教师王建松教授级高工所在学院土木与交通学院论文提交日期2015年3月TheeffectofmattresslayeronmechanicalpropertiesoftherigidpilecompositefoundationADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WuTianzhuSupervisor：Associa

2、teProf.LiuShuzhuoSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China摘要长期以来，复合地基的褥垫层设计施工一直处于依靠实践经验和定性阶段。在许多工程实例中不时出现褥垫层厚度、宽度不足的事故或者工程造价过高、材料浪费、没有发挥褥垫层应该起到的作用的两种极端现象。如何使刚性桩复合地基中褥垫层的设计即安全可靠又经济适合，已成为当前人们需要解决的问题。首先，本文对刚性桩复合地基的历史发展和现状、褥垫层的作用理论的国内外研究现状进行了介绍。其次，文章

3、在介绍土体本构关系的基础上，阐述了刚性桩复合地基的作用机理以及破坏原理，并介绍刚性桩复合地基中褥垫层的破坏模式以及刚性桩复合地基的桩、土应力比n，为本文研究打下理论基础。再次，以广州市荔港南湾项目7#为例，对其工程概况进行了简单介绍，包括工程、水文地质条件以及它的地基、基础施工方案。然后，以桩、土应力比n为研究对象，运用MIDAS/GTS有限元软件建立刚性桩复合地基的三维模型，对褥垫层的厚度、模量以及模型的加荷过程进行模拟分析，研究褥垫层厚度变化，模量变化以及模型加载过程中刚性桩复合地基桩、土受力变

4、化。探讨褥垫层的不同工况对刚性桩复合地基桩、土应力比的影响，以期实现刚性桩复合地基褥垫层设计的优化。最后，收集了大量的现场监测数据，将监测成果与数值模拟计算结果进行对比分析，总结模拟计算得出的桩、土应力比n与工程实际之间的差异并分析原因，验证了计算结果的合理性。本文的研究具有一定的实用价值，可为今后同类工程建设和研究工作提供借鉴参考。关键词：褥垫层；复合地基；MIDAS/GTS；受力特性IAbstractThedesignandconstructionofmattresslayerofcomposi

5、tefoundationhavebeeninthestageofrelyingonthepracticalexperienceandqualitative.Twokindsofextremesituationappear.Oneisthicknessofmattresslayerofaccidents,theotheroneisthewasteofmaterialandthehighcostofengineering,thenthemattresslayerhasnotplayedtherole.S

6、ohowtomakethemattresslayersafe,reliableandeconomyhasbecomeacurrentproblemthatpeopleneedtosolve.Firstly,thispaperintroducesthedevelopment,currentsituationandthetheoryofrigidpilecompositefoundation.Secondly,onethebasisofintroducingsoilconstitutiverelatio

7、nship,thearticleexpoundsthemechanismandprincipleofrigidpilecompositefoundation.Itintroducesthefailuremodesandpilesoilstressrationintherigidpilecompositefoundation.Theselayatheoreticalbasisforstudyofthearticle.Thirdly,focusingonthepilesoilstressration,t

8、hisarticleusesthefiniteelementsoftwareMIDS/GTStoestablishthethree-dimensionalmodelofrigidpilecompositefoundation,andresearchthechangesofpileandsoil’sstresswhenthemattresslayerthickness,modulusandmodelloadchange.Thenitanalysisdifferentwo