浅谈长期往复荷载下分层地基基础板的沉降分析

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1、同济大学土木工程学院硕士学位论文长期往复荷载下分层地基基础板的沉降分析姓名：张甲峰申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：黄茂松20080301摘要半个多世纪以来，岩土工程界一直致力于对地基处理手段和基础设计方法等进行改进，沉降是设计中经常考虑的一个关键因素，长期往复荷载作用引起的工后沉降较为显著，其大小将直接影响到构筑物的使用功能和使用寿命，因此，往复荷载下地基的长期沉降预测越来越受到人们的重视，成为城市交通基础设施建设中亟待解决的一大技术难题。由于目前的理论研究还明显地落后于工程实践的发展，尚未形成较完善的设计理论和计算方法，因此，有必要对其工程性状进行系统的研究。本文研究主要

2、基于改进的分层地基模型提出一套完整的分析方法，并运用有限元、解析方法以及室内试验研究等综合手段，系统地研究了长期往复荷载下分层地基基础板的变形特性，研究成果具有较高的学术和工程应用价值。本文的创新性研究和主要内容包括以下几个方面：1．针对各种土类，进行了室内多次重复加载一维压缩试验，结果表明土体压缩模量和回弹模量与加卸载次数密切相关。基于压缩模量和一维回弹模量最终趋向于相同的稳定值的假设，对室内有限次加卸载试验结果进行曲线拟合，可得到任意次加卸载下的压缩模量和一维回弹模量值，这为理论计算提供了可靠的土性参数。2．提出了改进的分层地基模型。传统的分层地基模型通常采用我国地基基础规范中规

3、定的分层总和法。但该法有其自身的缺陷性，不能真实地反映土体分层的特性。为考虑基础板下垫层的应力扩散作用，本文提出改进的分层地基模型，其应力计算采用层状弹性体系理论的Burmister解，沉降计算采用分层总和法，该法更能有效地反映土体分层的特性，应用更加广泛。3．基于改进的分层地基模型，提出分层地基上基础板在加载作用下的有限元分析方法，通过与现有文献结果进行对比，检验了本方法和计算程序的可靠性。基于该有限元分析法，结合压缩模量和一维回弹模量的拟合公式以及弹性计算的假设，进一步建立起了适合于重复加卸载条件下的分层地基基础板有限元分析方法。对实际工程进行了分析，得到了较好的应用效果。4．结

4、合各层土压缩模量和一维回弹模量的拟合公式以及弹性计算的假设，基于第一次加卸载有限元分析结果，提出了长期往复加卸载沉降预测方法，为工摘要程实践提供了一种简便可靠的途径，具有实践和理论意义。关键词：往复荷载，分层地基模型，层状弹性理论，Mindlin板，长期沉降，有限元，室内试验ABSTRACTForabouthalfacentury,theimprovementoffoundationdesignmethodandsoilremedicalmeasuresisalwaysafocusprobleminthegeotechnicalengineeringfield．Thesettleme

5、ntisoneofthekeyissuesinpractice．Asaresultofcomprehensiveinvestigations，itisprovedthatthesettlementarisemainlyfromtheactionoflong-termrepeatedloading．Itaffectsdirectlytheusingfunctionandservicelifeofstructures．Inrecentyears，howtopredictthelong-termsettlementisoneofthemostdifficultproblemsintheur

6、bantransportationconstruction．Thedevelopmentintheorydropsbehindpracticesevidently,andtheperfectdesigntheoryandthereliabilitydesignapproachhavenobeencomeintobeing．Thereforeitisnecessarytoconductacomprehensiveresearchonthebehaviorofplate—layeredsoilsystemsunderlong-termrepeatedloading．Inthispaper

7、,arelativelycompleteanalysismethodbasedontheamodifiedlayeredfoundationmodelisputforwardforplate·layeredsoilsystems，andthenasystemresearchonthedeformationcharacteristicsofplate-layeredsoilsystemsunderlong-termrepeatedloadingismadew