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1、第42卷第4期工程建设2010年8月Engineeringconstruction5文章编号:1673-8993(2010)04-0005-04变刚度布桩复合地基变形特性有限元分析宋小娟,张荫(西安建筑科技大学土木工程学院,陕西西安710055)摘要:以数值模拟的方法分析研究了变刚度布桩复合地基的沉降影响因素。分别考察了筏板厚度、褥垫层厚度和模量、桩间土模量、桩端土模量变化对变刚度布桩复合地基沉降性状的影响。关键词:复合地基;变刚度;数值模拟;沉降中图分类号:TU473文献标识码:AFiniteelementanalysisofdeformationchar
2、acteristicsofcompositepilefoundationwithvariablestiffnessSongXiaojuan,ZhangyinAbstract:Thesettlementinfluencingfactorsofcompositepilefoundationwithvariablestiffnesswereanalyzedandstudiedwithnumericalsimulationmethod1Theeffectofraftthickness,cushionthicknessandmodulus,pilesoilmodu2l
3、usandpileendpointsoilmodulusvariationdeformationmodulusonsettlementcharacteristicsofcompositepilefoundationwithvariablestiffnesswereinvestigatedrespectively1Keywords:compositefoundation;variablestiffness;numericalsimulation;settlement沉降估算可采用规范方法。而筏下变刚度布桩1前言复合地基的基础沉降分布、沉降影响范围、桩在高层建筑
4、筏板基础的地基处理中,常采土荷载分担等还有待进一步研究。本文以大型[1]通用有限元软件ABAQUS为工具,建立筏下用CFG桩等刚性桩。对于上部结构荷载差异较大的结构形式,如框-筒结构,其筏下地变刚度布桩复合地基模型,对其沉降性状进行基处理可采用变刚度布桩[2]。即在基础荷载较计算机仿真分析,并考察相关因素变化对其沉大的核心筒区域,筏下布较密的桩;在基础荷降性状的影响。载较小的区域稀疏布桩。根据现有的研究成2计算模型及计算方案果,复合地基筏下均匀布桩,其承载力验算和本文以软土地区某商住楼的工程地质资料收稿日期:2010-05-12为基础。基金项目:国家/十一五
5、0项目子项(2008BAJ08B011-模型在整个筏板基础下进行变桩距满堂布03)。桩。以此为基础,考察相关因素变化时对变刚作者简介:宋小娟(1982-),女,硕士。度布桩复合地基沉降性状的影响。计算模型桩第42卷第4期6工程建设的布置见平面图1。本模型模拟复合地基共有理取实际模型的1/4进行有限元分析计算。为52根桩,采用CFG桩,核心筒区桩布置较密,了既满足计算精度,又节省计算时间。计算模往外依次为内区和边区布桩依次渐疏。为了简型土体底部刚性边界设在离地表面3倍桩长化模型的分析计算,建模时将圆截面桩代换为处,X、Y轴侧向计算边界取在离板边界4B正方形桩,
6、桩长12m。筏板长@宽@厚为1819处。模型底部为固定支撑,对称面上采用对称m@1819m@015m。根据复合地基的作用原理,支撑,其余周边为竖向活动支撑,上边界为自[3]在筏板与桩顶之间设置一个碎石褥垫层。褥垫由边界。本文采用八节点的六面体减缩积分层平面大小与筏板相同,厚度为013m。单元,即C3D8R单元。本计算模型网格单元总数为19629个。计算模型网格划分如图3所示,桩和筏板的情况见图4。桩土界面采用面-面摩擦硬接触,接触面的摩擦类型为库伦摩擦。利用*initialconditions进行土体整体初始地应力平衡。在后续分析步中用*modelchang
7、e杀死桩孔位置土单元,并加入桩体。图1筏下桩平面布置模型加载时,在筏板基础上分核心区、内区、边区、角区施加大小不同集中荷载,最大总荷载为6000kN。筏板基础加载点及沉降测试特征点如图2所示。图3有限元网格划分图2筏板基础加载点及沉降考察特征点分析计算中假定桩体和筏板均为线弹性体;土体为连续的弹塑性体,且为各向同性体。计算土层简化为两层,桩长范围内的为桩间土层,桩端以下的为桩端土层。具体:CFG4桩,变形模量为2155@10MPa,泊松比为0117;桩间土变形模量为215MPa,泊松比为014,粘聚力为12kPa,内摩擦角为14b;桩端图4筏板、垫层与桩土变
8、形模量为8MPa,泊松比为0135,粘聚力为15kP
