勻質土中樁體復合地基沉降的變分法研究.pdf

1、隨著地基處理技術和復合地基理論的發(fā)展，近些年復合地基技術在我國得到了廣泛的應用。對于復合地基合理控制沉降量是特別重要的，然而復合地基沉降計算理論還不夠成熟，正在發(fā)展之中。本文根據(jù)最小余能原理，利用變分法建立了一種新的復合地基沉降理論。
　　本文采用荷載傳遞法研究單樁，并在三折線荷載傳遞模型的基礎上建立了單樁的荷載沉降的解析解。通過引入位移場假設，求出了兩樁之間的相互作用的解析解，在此基礎上分析群樁相互作用時存在的“遮簾效應”和“加

2、筋效應”，并揭示了二者的產生機理。基于荷載傳遞法和單樁位移場假設對均質土中復合地基，首先直接建立了等長群樁基礎的總余能表達式，在此基礎上才用直接分析的方法計入樁間土的作用得到復合地基的總余能，采用里茲變分法直接建立了等長樁復合地基的荷載沉降關系。對于長短樁復合地基引用“虛擬土樁”的概念，將其轉換為等長樁的范疇在進行計算分析得到長短樁復合地基的荷載沉降關系。
　　通過研究可以得到以下一些主要結論:
　　1.單樁分析時采用雙折線

3、模型比較簡單，但是與實際情況不相符，計算精度較差;采用三折線模型則可以很好的模擬土體的非線性效應。
　　2.群樁之間的“遮簾效應”、“加筋效應”是客觀存在的。通過兩樁相互作用的分析，可知它是通過樁側附加剪力引起的，且與樁間距成反比，與樁徑比大小成正比，樁長成正比。有上可知對于長短樁來說相較于等長樁其這兩種效應影響要小一些。
　　3采用本文變分法通過對等長樁復合地基模型進行計算發(fā)現(xiàn)樁長較長時其計算結果沉降較小。相反，樁長較小時

4、其計算沉降沉降較大;采用變分法通過對長短樁樁復合地基模型進行計算發(fā)現(xiàn)受到相同荷載作用時，隨著樁數(shù)增加對所得最終計算沉降無明顯變化;采用變分法通過對長短樁樁復合地基模型進行計算發(fā)現(xiàn)受到相同荷載作用時，隨著墊層厚度增加計算所得最終沉降有所增大。
　　4通過對模型試驗所測的各種模型的實驗結果與本文的變分法理論計算結果進行了分析對比。發(fā)現(xiàn)兩者之間的誤差隨著所施加荷載的增大而減小;線性分析計算的結果在荷載位移的線彈性階段時誤差較小。而非線性

5、分析計算的結果則在整個階段誤差都較小。從而對本文的理論計算方法進行了驗證，確定了該方法的合理性以及工程實踐中的可行性。
　　5目前的群樁沉降計算理論不能對大規(guī)模群樁進行整體性分析，為了能分析較大規(guī)模群樁，采用傳統(tǒng)的相互作用系數(shù)的方法分析，但是其不能很好的考慮“遮簾效應”、“加筋效應”，因而容易高估群樁條件下樁與樁之間的相互作用，導致計算結果過大。采用本文的變分法可以對大規(guī)模群樁進行整體分析從而能很好的考慮遮簾效應”、“加筋效應”的