滨海相分级加载下组合桩型复合地基固结沉降分析

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目前关于组合桩型复合地基的固结理论研究未考虑分级加载时应力随时间和深度的变化,为了进一步完善组合桩型复合地基固结理论,研究附加应力的时空分布对组合桩型复合地基固结性状的影响,开展滨海地区筏板基础联合组合渗流碎石桩-CFG桩复合地基固结沉降性状的研究。论文以组合渗流碎石桩-CFG桩复合地基为研究对象,考虑碎石桩固结变形、不同桩体的涂抹效应和附加应力随深度与时间变化等因素,结合建筑荷载分级施加的工程状况,运用解析法,分别建立时间、空间和时空三种维度下附加应力不同分布的组合渗流碎石桩-CFG桩复合地基固结解析解。结合工程算例,运用MATLAB对论文解进行编程运算,以不同加载历程、附加应力沿深度分布的三种模式和桩土模量比为基本变量,绘制出相应工况下组合渗流碎石桩-CFG桩复合地基的整体平均固结度曲线,然后对计算结果进行参数分析。研究表明:当荷载一次瞬时施加时,附加应力沿深度非均布的四种模式对组合渗流碎石桩-CFG桩复合地基固结度的影响较明显;采用与工程实际更为接近的分级加载模式,结果发现不同加载历程对组合桩型复合地基固结速率的影响较大;考虑分级加载时附加应力沿深度非均布的固结度曲线基本重合,表明附加应力沿深度分布模式的不同对组合桩型复合地基固结速率的影响不大,从而可以将固结度计算公式简化,易于工程应用;CFG桩土模量比较小时,附加应力沿深度分布模式的不同导致地基的最终沉降结果有较大差异,但是当桩土模量比增大时,沉降差异逐渐减小,此时附加应力的分布对沉降的影响不明显。运用ABAQUS有限元软件对未打穿的滨海相成层软土复合地基进行流固耦合分析,设置荷载随时间线性变化,考虑桩土差异沉降和单面排水条件,得到变荷载下未打穿组合渗流碎石桩-CFG桩复合地基的固结性状和沉降规律。通过理论推导和ABAQUS有限元模拟相结合,研究滨海相分级加载下考虑附加应力时空效应的组合渗流碎石桩-CFG桩复合地基的固结规律。根据论文的固结度计算式可预测组合桩型复合地基任意时刻的沉降变形,为沿海地区的工程沉降控制提供依据。通过工程实例验证,证明了本文解的合理性,进一步完善了组合渗流碎石桩-CFG桩复合地基固结理论。
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