多支盘水泥土桩复合地基非线性有限元分析

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应用ANSYS软件,本文对多支盘水泥土桩复合地基的特点进行了探索性的研究,总结了多支盘水泥土桩复合地基的一些规律。 多支盘水泥土桩复合地基的研究重点是对其受力与变形的研究,以便确定复合地基承载力、计算其沉降量等。水泥土桩复合地基研究的难点是,软土的非均一性、水泥土性质的复杂性。本文所做的工作有:回顾了多支盘桩的研究现状;简单介绍了有限元法与ANSYS软件;用ANSYS程序分析计算了等截面水泥土桩的受力与变形性质;用ANSYS程序分析计算了多支盘水泥土桩的受力与变形特性:着重分析了多支盘桩的变形模量、支盘直径、支盘数、盘距等对多支盘水泥土桩复合地基承载力的影响。通过对多盘水泥土桩复合地基的非线性有限元分析,本文得出了一些有具有指导意义的结论:(1)支盘桩的荷载一沉降曲线呈缓变形式。加荷初期为线性关系,随着荷载的逐渐增加,荷载~沉降曲线为曲线。与不带支盘的、直径相同的水泥土桩复合地基相比,多支盘水泥桩复合地基的承载力有大幅度的提高。(2)桩身应力在支盘上、下界面发生急剧变化,下界面应力比上界面应力低得多。从受力特性上分析,支盘桩主要依靠支盘(约50%)和桩侧(约40%)来承担荷载,桩端分担荷载较小(约10%)。(3)从浅部至深部算起的第一个支盘受到的荷载最大,说明了第一个支盘的设置尤其重要。(4)当水泥土的变形模量增大时,支盘桩的承载力也随着增大,但当变形模量增加到某一数值后,变形模量的继续增加并不能引起承载力的明显增加;(5)支盘桩的盘数、盘径、盘距对承载力产生影响。一般来说,盘数多,盘径大,盘距密有利于承载力的提高,但具体的设置时,还要综合考虑桩径、桩长、水泥土和桩间土等条件,通过计算分析来确定。
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