浅论复合桩基沉降计算和差异沉降控制研究

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1、南京工业大学硕士学位论文复合桩基沉降计算和差异沉降控制研究姓名：余闯申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：宰金珉;王旭东20030501摘要传统的桩基础设计理论考虑桩工作在弹性阶段，上部荷载完全由桩来承担。复合桩基设计理论令桩工作在非线性阶段，充分利用了桩和桩间土的承载能力，有效地减少桩的用量，但其沉降和差异沉降都比常规桩基时要大。本文在阐明桩土共同作用中引入地基土非线性的重要性基础上，利用带接触面的非线性有限元程序，模拟了单桩的非线性工作性状，考虑了复合桩基中以单桩非线性为主的工作状态，得出了复合桩基中桩的刺入变形必然存在的结论，进一步探讨了土的邓肯非线性模型中各参

2、数以及桩和接触面性质对桩工作性状的影响。本文利用有限单元法，模拟分析了复合桩基和常规桩基地基土中附加应力的分布特征，得出了复合桩基的沉降由桩间土体的压缩和桩端以下土体的压缩两部分组成的规律。并结合现有的简化计算方法，提出了一种新的复合桩基沉降简化计算方法一修正简化应力调整法：将桩间±的附加应力简化为一矩形分布，将桩端以下土体的附加应力简化为三角形分布用于沉降计算，并给出了变形模量的取值方法。利用该方法和其他多种方法对四个复合桩基工程实例进行了计算，计算结果和现场测试数据的对比分析表明：该方法物理概念清楚、计算简便，本文方法得到的结果与实测数据具有良好的一致性，满足工程应用

3、的计算精度，便于在工程上的应用。本文提出了控制桩筏基础差异沉降的主要措施，通过调整筏板刚度和桩基支承刚度的分布等措施达到减小差异沉降的目的。对方形和圆形筏板桩筏基础的差异沉降进行了数值模拟和分析，得出了中心布桩和单桩变刚度调整法是减小桩筏基础差异沉降的两种有效的布桩方法。对某油罐桩筏基础的数值模拟和实测结果的对比分析。说明了本文所提出的单桩变刚度调整法是控制桩筏基础差异沉降中的一种切实可行的方法。人为地调整该桩筏基础的桩长和布桩方式后进行数值分析，结果表明差异沉降可得到进一步的减小，甚至产生零差异沉降，使筏板工作在最优状态，从而实现了差异沉降的有效控制。关键词：复合桩基沉

4、降计算方法修正简化应力调整法差异沉降中心布桩单桩变刚度调整法ABSTRACTInconventionalpilefoundationdesigntheory,pilesworkattheelasticrangeandupperloadsarefullysharedbypiles．Butincompositepilefoundationtheory,pilesworkatthenonlinearrangeandthebearingcapacityofpilesandsoilsbetweenpilesarefullyutilized，SOthepilenumberdecrea

5、sesclearly,atthesametimethesenlementanddifierentiatsettlementarelargerthanthoseofcommonpilefoundation．Thepaperputstheemphasisonimportingthenonlinearmodeloffoundationsoilinthepile—soilinteractionandanalysesthemainworkingstateofsinglepileincompositepilefoundation．Thefiniteelementprogramwith

6、interfaceelementsimulatessinglepile’snonlinearworkingstate，whichshowstheinevitabilivyandessentialityofpenetratedsettlementincompositepilefoundation．AtthesalD．etimetheinfiuencesofsoilparametersinDuncannonlinearmodel，thepileandinterfaceelementpropertiesonpileworkingstatesarediscussed．Thedis

7、tributionsofadditionalstressofcommonpilefoundationandcompositepilefoundationaresimulatedbyfiniteelementprogram．n圯settlementofcompositepilefoundationisdividedintotwoparts：thecompressofsoilbetweenpilesandsoilunderpilebottom．Onthebaseofpresentsimplifiedcalculationmetho