论文部分内容阅读
刚性长短桩复合地基作为一种新型的地基处理方式,越来越多的应用于实际工程当中。但在实际工程的设计中,怎样才能既满足工程设计的要求,又满足良好的经济效益,是大家所关心的问题。目前刚性长短桩复合地基的研究,还处在初步阶段,对其工作性状及工作机理的研究并未深入,设计理论方面还有待进一步的完善。本文主要采用ABAQUS有限元分析软件,建立三维长短桩复合地基分析模型,从改变短桩持力层压缩模量与长桩持力层压缩模量两个角度出发,总结桩顶沉降、桩身轴力、桩土荷载分担比及桩侧摩阻力四个方面的变化规律,分析持力层压缩模量的变化对桩身受力的影响,进而分析刚性长短桩复合地基的工作机理。初步分析可以得到以下结论:(1)在刚性长短桩复合地基中,承台下各桩桩顶的沉降变形不均匀,沉降量的关系为中桩>边桩>角桩,由于长桩桩端持力层设在压缩模量相对较大的土层上,对调节沉降变形有一定的作用。因此,调节各桩桩顶的差异沉降变形与长桩持力层有密切的关系;(2)在刚性长短桩复合地基中,上部结构传来的荷载由桩体与土来共同承担。作为复合地基而言,最大程度发挥桩间土的受力作用,可以增大地基承载力,减小桩体受力作用。因此,各桩桩身轴力的大小与短桩持力层有密切的关系;(3)在刚性长短桩复合地基中,由于褥垫层的存在,可以调节桩土应力比。基于复合地基的概念,桩间土受力范围主要在短桩作用范围。因此,桩土荷载分担比与短桩持力层有很大的关系;(4)在刚性长短桩复合地基中,随着桩端持力层压缩模量的逐渐增大,桩体所分担的荷载逐渐增加,桩身轴力相应增大,从而导致桩侧摩阻力增大。当桩侧摩阻力达到极限侧摩阻力值后,桩侧摩阻力逐渐减小。因此,桩侧摩阻力的大小与桩端持力层有着密不可分的关系;(5)在刚性长短桩复合地基中,桩体会存在上、下刺入现象,导致桩身受力与普通桩基础有一些区别。由于褥垫层的存在使桩体向上刺入,导致桩身轴力最大值的位置发生变化;由于桩体受力使桩体向下刺入,导致桩身侧摩阻力的大小在桩端处发生变化;(6)本文基于现有的复合地基理论研究方法,总结了一种适用于刚性长短桩复合地基的沉降变形与承载力的计算方法。