豎向荷載下群樁基礎承載性能試驗及數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著我國基礎設施建設的大規(guī)模實施,高層建筑及大型橋梁等構筑物的建設發(fā)展迅猛,對于這些對沉降控制及承載性能要求極高的構筑物,傳統(tǒng)的基礎型式已不能滿足要求,因此作為深基礎型式代表的群樁基礎應運而生并得到快速發(fā)展。與傳統(tǒng)的淺基礎由地基土直接承擔上部結構荷載不同,群樁基礎通常選擇堅硬的巖土層作為其持力層,將承受的荷載傳遞到深層土體,特別適用于壓縮性較高的軟弱土體,其加固區(qū)特性符合荷載作用下地基中的應力場和位移場特性,已被證明在提高基礎安全性和減

2、小沉降上是經(jīng)濟且有效的基礎型式。
　　論文在認識國內外單樁、群樁基礎、承臺及樁周土總體研究現(xiàn)狀的基礎上,闡述了豎向荷載作用下群樁基礎的工作性能和承載力理論計算方法,針對群樁沉降計算的兩種常用方法進行了較深入的介紹和分析,并討論了其適用范圍。
　　通過室內土工試驗測定了模型試驗所用土體的相關物理參數(shù),在此基礎上設計并進行了豎向荷載下單樁和群樁基礎承載性能的室內模型試驗。通過測量樁身應變及單樁樁頂和群樁承臺的沉降數(shù)據(jù),研究分析了

3、單樁及兩種不同角樁樁距條件下群樁基礎的承載性能和沉降變形特征。利用有限元軟件Midas/GTS,在模型試驗的基礎上,對五種不同角樁樁距條件下梅花型群樁的承載性能進行數(shù)值模擬,分析了群樁沉降、樁身軸力、樁頂軸力和樁端阻力等承載性能的變化規(guī)律。通過模型試驗和數(shù)值模擬,得出了以下結論:
　　(1)單樁和群樁的荷載-沉降曲線分別呈陡變型和緩變型,群樁基礎在角樁樁距從2.5d增大為6d的過程中沉降逐漸減小,但增大為8d時沉降反而變大,因此從

4、控制沉降的角度考慮,將角樁樁距設置為6d較好。
　　(2)單樁和群樁的軸力均沿深度呈非線性減小趨勢,隨著加載的增大,軸力減小的速率增大,群樁中角樁樁頂軸力大于中心樁,但這一差距隨角樁樁距的增大而變小;單樁和群樁的樁側摩阻力在深度范圍內都出現(xiàn)了兩個峰值,群樁中各樁基的摩阻力沿深度呈“B”型分布且最大摩阻力出現(xiàn)在樁身三分之一處。
　　(3)當承臺凈面積不變時,群樁中承臺的荷載分擔量隨荷載等級的提高近似呈線性增大,承臺的荷載分擔比