浅谈上部结构-筏-桩-地基线性、非线性共同作用时程分析

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1、分类号!竖Z§UDc密级——'786457学校代号10561学号200232000201078华南理工大学硕士学位论文上部结构一筏～桩一地基线性、非线性共同作用时程分析马文旭指导教师：塞』亟盟副熬援建篁堂瞳建箕王猩丕申请学位级别：王堂亟±专业名称：蚩±王猩论文提交日期：2005．5．13学位授予单位和日期：堡直堡王盍堂答辩委员会主席：崖萤造熬援论文评阅人：扬d!壬副熬援毯d!盟西缝至猩!!巫摘要发挥桩间土承载力是近几十年来的地基基础工程研究中的热点，受到国内外工程界的关注。发挥桩间土承载力的设计方法

2、主要通过加大桩间距来实现的。该设计方法处于天然基础和桩基础设计的过渡阶段，它既考虑土的天然承载力，同时也考虑桩的作用，既需要强度控制也需要位移控制；桩可以用于控制沉降或者控制差异沉降，也可以用于提高承载力；类型可以是刚度强度较大的常规钢筋混凝土桩复合桩基，也可以是刚性桩复合地基；土层性质较好，也可以土层性质较差；并结合其他的一些工程处理方法，如换土垫层、持力层加固等，这种设计方法具有更为广阔的运用范围。在发挥桩间土承载力的设计过程中需要同时考虑强度控制和变形控制，整个建筑物各部分及地基工作状态，建筑

3、物的沉降，桩承载力发挥程度，桩间土的承载力发挥状态等在共同工作分析中是紧密结合在一起的。因而采用统一考虑上部结构、基础、地基三者共同作用，并运用增量子结构时程分析的方法才能比较真实的反映建筑物的实际工作状态；桩的工作状态必须考虑到进入了明显的非线性状态的阶段才能清楚认识桩土共同作用的状态。对于这种设计方法，目前仍然在发展之中，许多设计中的问题仍然没有清楚的认识。如安全度、桩土分担荷载的变化过程、桩侧阻端阻的发展过程、土的变形和承载力发挥的影响因素等都制约着发挥桩间土设计理论发展和工程实际运用。为了清

4、楚认识以上的问题，笔者自行编制能考虑多种分析方式的共同作用分析程序。程序能进行单桩的承载力分析，能进行刚性承台假设的线性和非线性共同作用分析；能进行能比较完整考虑上部结构、基础、地基等信息的增量子结构的线性和非线性时程分析；能考虑桩土的相对位移共同作用分析；能对复合桩基和刚性桩复合地基进行共同作用分析：程序具有比较好的后处理功能。荷载传递法是能比较简洁而充分的反映桩土共同作用状况的方法。为了完善的对于桩的非线性工作状态进行分析，本文将桩递函数扩展为有理分式的统一形式，统一了线弹性关系、弹塑性关系、退

5、化关系、强化关系等的多种传递函数，能较完善的模拟桩的实际工作状态，并且这种有理式的形式能有效减少数值分析中运算量，提高对于计算的速率和收敛性能。通过程序分析，本文比较了实际工程中运用的各种设计方法的异同；通过增量子结构非线性时程分析，找出上部结构、大间距桩基础、地基在各个荷载阶段的工作状况及其规律；提出了基于安全的复合桩基和刚性桩复合地基的合理设计方法，为发挥桩间土承载力的理论和设计的发展提供一定的参考。华南理工大学硕士学位论文关键词共同作用；增量子结构时程分析：复合桩基：复合地基；荷载传递法Abs

6、tractMakinguseofbearingforceofsoilamongpilesisahotspotoffoundationengineeringinrecentdecades，towhichengineeringpersonnelhomeandabroadhavepaidattention．Itismainlytoincreasethedistancebetweenpilestorealizedesignmeansusingsoilamongpiles．Thismeansistransit

7、ingphasebetweennaturalfoundationandpilefoundation．Itconsidersnotonlynaturalbearingforceofsoilbutalsotheeffectofpiles，andrequiresnotonlystrengthcontrolanddisplacementcontr01．Pilescanbeusednotonlyforcontrollingsettlementordifferentialsettlementbutalsoinc

8、reasingbearingforceofGround．Thetypeofpilesmayberoutinereinforcement—concretecompoundpileswithgreatrigidityandstrengthaswellasrigidcompoundpiles．Thecharacterofsoilmaybegoodorbad．Ifcombinedwithothertreatingmethodsofengineer,suchaschanging