基于疏桩基础的受力性状分析

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1、重庆大学硕士学位论文疏桩基础的受力性状分析姓名：贾亚申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：干腾君20060501中文摘要摘要桩筏基础的设计，在很长一段时间里，由于计算手段的限制，只能按常规桩基础设计，桩间土的承载能力得不到发挥。为了发挥桩间土的承载能力，考虑桩-土共同承担荷载，常规桩基的桩距被加大，这种桩称为疏桩基础，或者叫做复合桩基。目前，这种桩基的作用机理还没有完全搞清楚，本文主要展开了疏桩基础共同作用分析研究。首先在分析研究国内外有关共同作用理论及其研究现状的基础上，利用有限元法对该问题进

2、行数值分析。在板的分析中，Kirchhoff的薄板理论占有重要地位。随着建筑层数的增加，基础的厚度也不断增大，形状也趋于不规则。对于疏桩基础若仍然采用这种薄板弯曲单元进行分析，就存在一定的局限性。所以本文筏板采用8结点的平面等参弯曲单元，桩体及筏板视为弹性体材料进行分析，桩体采用三维20节点实体单元模拟。地基土考虑为非线性弹性的邓肯－张模型，应用空间20结点的等参单元分析。在桩土之间引入Goodman接触面单元来模拟和分析。建立一种空间8节点的平面弯曲单元-20节点实体单元-16节点接触面单元相耦合

3、的数值计算模型。用面向对象编程工具VisualC++6.0编制了针对共同作用的有限元分析程序。利用大型有限元分析软件ANSYS的前处理程序快速形成供计算程序使用的数据文件，用VC++语言编制相应的后处理程序。利用自编程序作为基本工具，计算分析了一些主要计算参数：筏板厚度、桩间距、桩长和土的弹性模量对筏板沉降和桩土承担荷载的影响，得出一些规律性的结论。实例研究表明，本文自编的复合桩基桩土共同作用的有限元程序是切实可行的，其运算结果比较令人满意，具有一定实用价值。关键词：疏桩基础，桩土荷载承担比，共同作

4、用，有限元方法，面向对象I英文摘要ABSTRACTThedesignofpile-raftfoundation,inalongtime,hasbeencarriedonaccordingtoroutinepilefoundation’designduetohavenoefficientcomputingmethod.Thecarringcapacityofsoilcan’tgetfullyused.Thedistancebetweenroutinepilesfoundationisoversized

5、inordertousesoil’ssupportingcapacityandthinkoverthepile-soil’scombinedsupportingcapacity.Thispilefoundationiscalledcompositepilefoundation(thinnedpilefoundation).Nowthemechanicsofcompositefoundationisnotveryclear,thisarticleismainlyoncompositefoundatio

6、ncombinedaction.Onthebasisofrelatedliteratureathomeandabroad,thispaperputsemphasisonstudyingtheproblembyfiniteelement.Intheanalysisofraft,Kichhoff’sthinplatetheoryisimportant.Withthebuildingaregettinghigher,thethicknessofraftisgettingmorethicktooandthe

7、shapeisgettingirregular.Tothisraft,ifrectanglethinplateisstillusedwillhaslimitation.Sotheelasticmaterialisusedtosimulatethepiles,raftandsuperstructure,andthenonlinearelasticityDuncan-Changmodelisusedtosimulatesoilaswellasinterfaceelementmethodisintrodu

8、cedinbetweenpilesandsoil.Thefiniteelementmethodisusedtoanalyzethesuperstructure,andthestiffnessmatrixiscondensedfromtoptobottom.Using2D8-nodeiso-parameterbendingelement,3D20-nodeiso-parameterand3D16-nodeinterfaceelement,acouplednon-line