多元復(fù)合地基工作機理及優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、復(fù)合地基在我國土木工程和水利工程中得到了廣泛應(yīng)用，并已建立起一套比較完整的理論體系。在滿足安全性條件下，為了尋求更大的經(jīng)濟性，多元復(fù)合地基應(yīng)運而生，并已在不少工程實踐中得到應(yīng)用。但其理論的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于實踐。為了研究多元復(fù)合地基的承載及沉降特性，進(jìn)一步完善多元復(fù)合地基的理論體系，本文主要進(jìn)行了以下幾方面工作： 1）總結(jié)和分析了現(xiàn)有的多元復(fù)合地基的理論及設(shè)計計算方法。 2）推導(dǎo)出了基于樁土相互作用原理計算多元復(fù)合地基的復(fù)合

2、模量的解析公式。進(jìn)行多元復(fù)合地基的優(yōu)化設(shè)計的前提是充分了解其承載和沉降特性。復(fù)合模量作為確定沉降的關(guān)鍵指標(biāo)，對它的研究具有重要意義。文中基于樁土相互作用原理，考慮樁體受荷時發(fā)生側(cè)向變形，利用復(fù)合體總勢能與樁和樁間土勢能之和相等的原理，研究了樁－土協(xié)調(diào)變形情況下的復(fù)合模量的確定方法。通過工程實例進(jìn)行了驗證分析。 3）研究了多元復(fù)合地基樁土應(yīng)力比隨荷載的變化規(guī)律，給出了樁土應(yīng)力比隨荷載變化的解析表達(dá)式。具體分析了兩種樁的樁土應(yīng)力比的

3、三種組合變化：①樁土應(yīng)力比均隨荷載增加而增加；②樁土應(yīng)力比均隨荷載增加而減少；③一種樁的樁土應(yīng)力比隨荷載增加而增加，另一種則減少。 4）研究了多元復(fù)合地基承載力修正系數(shù)問題。在考慮樁間土密度、含水量、凝聚力和摩擦角變化的基礎(chǔ)上，采用后修正方法，對多元復(fù)合地基承載力進(jìn)行了修正。通過工程實例進(jìn)行了驗證分析。 5）系統(tǒng)計算了多元復(fù)合地基的三種組合：柔性樁---剛性樁、散體樁---柔性樁組合、散體樁---剛性樁組合多元復(fù)合地基，

4、得到了每一種組合下地層條件分別為均質(zhì)地基、雙層地基（上軟下硬）、雙層地基（上硬下軟）的應(yīng)力場、位移場、孔壓場變化規(guī)律。重點研究了不同組合、地基條件下，樁體位移、應(yīng)力、復(fù)合地基沉降、孔壓、樁土應(yīng)力比。 6）研究了多元復(fù)合地基固結(jié)問題。本文在假定散體樁底以上為徑向、豎向滲流固結(jié)組合，散體樁底以下為豎向滲流固結(jié)的基礎(chǔ)上，考慮散體樁的涂抹作用及非散體樁對下臥層滲流的減弱作用，研究了具有多元復(fù)合地基固結(jié)特征的散體樁-柔性樁組合、散體樁-剛

5、性樁組合多元復(fù)合地基的固結(jié)理論解。這對于實際工程中常遇到的由于軟弱土層較厚而散體樁未能打穿或由于工程需要而不需要打穿軟土層的情況，研究和發(fā)展未打穿多元復(fù)合地基固結(jié)理論，具有重要的理論和實際意義。 7)系統(tǒng)分析了多元復(fù)合地基的作用。根據(jù)數(shù)值計算分析，認(rèn)為多元復(fù)合地基具有以下作用：①護(hù)樁作用；②墊層作用；③加速固結(jié)作用；④整體作用；⑤應(yīng)力均衡作用；⑥地層適應(yīng)作用。 8)研究了多元復(fù)合地基的工作機理，給出了多元復(fù)合地基的優(yōu)化設(shè)