cfg桩复合地基数值分析研究

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1、分类号：!型i!一密级：坌爱y933574单位代码：!QQ墅学号：Q3咝Q§!!Q21QCFG桩复合地基数值分析研究NumericalAnalysisandStudyofCFGPileCompositeFoundation学位申请人：指导教师：学科专业：学位类别：授予单位：答辩日期：王帼铮王士杰教授结构工程工学硕士河北农业大学二00六年六月十一日摘要CFG桩复合地基因其具有桩土共同承担荷载，用材经济，工艺简单，加固效果良好等优点，在我国得到迅速推广，并取得了良好的社会效益和经济效益。但复合地基理论远远

2、落后于工程实践的发展，其设计和计算理论尚不成熟，已有的一些简化模型和计算方法差异较大，很难统一。为促进CFG桩复合地基的应用与发展，本文利用FLAC-3D建立三维弹塑性模型，对CFG群桩复合地基的工作性状进行了较为深入的分析与研究，并将最小：乘支持向量机应用于CFG桩复合地基的承载力预测中。本文的主要工作如下：首先，本文回顾了CFG桩复合地基的发展及其研究现状，综述了CFG桩复合地基的基本理论及其设计计算，并对有限差分计算方法和理论以及本文采用的本构模型进行了介绍。其次，本文针对竖向荷载下CFG桩复合

3、地基工作性状的各影响因素，运用三维有限差分程序FLAC．3D，建立CFG桩的群桩复合地基模型，分析研究了CFG桩复合地基的承载力和沉降特性，以及桩身应力的分布情况；考察了荷载水平、褥垫层厚度、褥垫层模量、桩间土模量、置换率、桩长等主要设计参数对于CFG桩复合地基的桩身轴向应力分布、桩土应力比和沉降的影响。所得主要结论如下：(1)CFG桩复合地基沉降随荷载、挚层厚度的增大而增大；随垫层模量、桩问土模量、桩长、置换率的增大而减小。(2)CFG桩复合地基桩土应力比随荷载、垫层模量、桩长的增大而增大；随垫层厚

4、度、桩间土模量、置换率的增大而减小。(3)对于刚性基础，在竖向荷载作用下，相同深度处的桩身轴向应力的分布规律为角桩最大、边桩次之、中心桩最小。(4)刚性桩复合地基在竖向荷载作用下，褥垫层的存在可以较好地调节桩土应力比，充分发挥桩问土和桩的承载力。首先需要合理选择垫层厚度，此外褥垫层模量对桩土应力比也有调节作用。(5)在荷载一定的情况下，CFG桩存在临界桩长，若桩长超过临界值，该深度以下的桩侧摩阻力几乎为零，桩体的承载力不会随桩长的增加而提高。(6)在荷载一定的情况下，随着置换率的增大，桩体分担的荷载增

5、大，从而提高了复合地基承载力，减小了沉降。最后，考虑到实际应用中承载力计算值与实测值存在较大的差异，为了使CFG桩得到合理的设计结果，本文将最小二乘支持向量机引入CFG桩复合地基承载力预测，并对其效果进行了测试。结果表明利用LS-SVM方法对CFG桩复合地基承载力进行预测。可以在有限样本下取得较好的预测结果，并且基于LS．SVM的复合地基承载力预测方法比BP神经网络法具有更高的预测精度和可靠性。关键词：CFG桩复合地基；FLAC一3D；最小二乘支持向量；承载力预测NumericalAnalysisof

6、CFGPileCompositeFoundationandForecastofBearingCapacityWangGuo-zhengStructuralEngineeringTutor：WangShi-jieAbstractWimthemeritssuchaseconomy,simpletechnicsandgoodreinforcingeffect，CFGpilecompositefoundationobtainstherapidpromotioninourcount／y,andhasgained

7、thegoodsocialandeconomicefficiency．Butthetheoreticalstudywasfarbehindthepractice，thetheoryofdesignandcomputationwasstillnotmature．Therewasgreatdifferenceinsomesimplificationmodelsandcomputationalmethod，whichwasdifficulttounify．ToadvancethedevelopmentofC

8、FGpilecompositefoundation,thethreedimensionalmodelWasconstructedbasedonFLAC-3D，andin-depthanalysisandstudyWasperformedfortheworkcharacterofCFGpilecompositefoundation．Besides，LS-SVMwasappliedtopredictthebearingcapacityofCFGpilecom