考虑土—桩—筏协调变形的桩筏基础简化分析方法.pdf

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考虑土—桩—筏协调变形的桩筏基础简化分析方法 学科专业： 岩土工程 授予学位： 硕士 学位授予单位：浙江大学 学位年度：2004
桩筏基础因其具有很高的横向、竖向承载力和良好的抵抗不均匀沉降的能力，一直以来都是沿海深厚软土中高层建筑的主要基础形式，对桩筏基础共同作用的研究也一直是岩土工程领域的一个热点。随着现代建筑物的日趋新颖、复杂，建筑结构上部荷载也不断增加，这对结构物的地基基础提出了更高的要求。除弹性理论法外，其它常用的设计和分析方法几乎都没有考虑筏板刚度对下卧层沉降的调节作用。本文以桩筏基础简化共同作用分析方法为基础，考虑筏板刚度对下卧层附加应力的影响，构造满足地基基础间协调变形的迭代算法。
本文首先采用有限单元法分析了不同荷载形式，不同桩长条件下筏板刚度对桩顶反力、桩端阻力和下卧层附加应力等的影响。由于筏板的调节作用，桩顶反力、桩端阻力呈现不均匀分布，这种分布形式直接影响了下卧层附加应力的分布，导致筏板与桩顶交形的非协调变形，而这种非协调变形又进一步加剧了桩顶反力不均匀性。桩顶反力的这种特性与等代墩基法计算群桩沉降时将筏板上荷载平均分配给群桩中各单桩的做法有很大区别。为简化计算，本文还将Geddes公式应用于下卧层附加应力分析，其数值结果表明考虑筏板刚度的附加应力分布规律与有限元计算结果一致。
在此基础上，本文改进了简化共同作用分析方法，提出了考虑筏板刚度对下卧层沉降的影响和桩端刺入变形，满足桩一土～筏位移协调的共同作用迭代分析算法，并通过数值算例验证了该算法的有效性。
最后将本文构造的迭代算法应用于一实际工程，研究了简化共同作用分析方法和迭代算法得到的桩顶反力、筏板沉降之间的区别，分析了荷载不断增加对桩顶反力分布的变化规律，得到了一些对设计具有指导意义的结论。