樁基礎長期沉降與變形的粘彈性分析理論及應用.pdf

1、樁基礎因其承載力高、穩(wěn)定性好、基礎沉降及差異變形小、抗震性能好等優(yōu)點，以及它具有對各種地質條件的良好適應性，因此被廣泛應用于高層建筑、橋梁工程、近海采油平臺、海岸碼頭及核電站等基礎工程中。由于建筑物越來越高大、地質條件也日趨復雜，建筑物與周圍環(huán)境的關系日趨密切，樁基礎在豎向荷載作用下的沉降計算以及在橫向荷載下的內力與變形問題日益重要。 建筑物的持續(xù)沉降，特別是軟土地區(qū)的建筑物基礎沉降通常與地基土的流變性密切相關。本文考慮地基土的

2、粘彈性特征，系統(tǒng)研究了空間半無限體內部作用集中力的粘彈性解，并以此為理論基礎建立了較合理的樁基礎的長期沉降分析和橫向受荷樁的粘彈性分析理論。本文的主要研窮內容如下： l在闡述基本的粘彈性模型及其微分型與積分型本構關系的基礎上：(1)通過Laplace變換及其逆變換方法，證明了一些串聯(lián)流變模型和并聯(lián)流變模型的本構方程之間存在著相互等效關系；(2)運用粘彈性模型，研究了粘彈性地基上彈性板的彎曲問題；(3)推導了四種粘彈性地基上彈性板

3、的非線性振動方程，研究了Kelvin模型地基板非線性自由振動的求解。 2根據(jù)Mindlin彈性解，基于粘彈性力學中的彈性一粘彈性對應原理，綜合運用Laplace變換及其逆變換技術，系統(tǒng)推導了空間半無限彈性體內部作用有豎向及水平向集中力時的應力與位移粘彈性解。 3基于空間半無限體在內部豎向集中力作用下的粘彈性豎向位移解，給出了在空間半無限體內部矩形面積上作用有豎向均布荷載、三角形分布荷載時的粘彈性應力和位移的理論解。同時推

4、導了空間半無限體內部圓形面積上作用有豎向均布荷載時的粘彈性解。 4運用等積變換近似積分法，完成了對空間半無限體內部任意面積上作用有豎向及水平向均布荷載時的粘彈性應力和位移的計算。 5基于等代墩基法的基本思想，考慮樁基礎周圍土體的粘彈性特征，系統(tǒng)研究了粘彈性均質地基、非均質地基中樁基礎長期沉降計算的粘彈性理論。 6運用粘彈性力學的基本原理，根據(jù)半空間內部水平力作用下的粘彈性位移解，基于位移疊加的基本思想，首先提出了

5、考慮豎向荷載分擔比的樁基礎粘彈性沉降分析原理；進而建立了基于位移解的考慮荷載分擔比的群樁基礎長期沉降的計算方法。 7考慮樁基礎周圍土體的粘彈性，基于集中力彈簧模型和樁土位移協(xié)調方程，研究了橫向荷載作用下樁基礎與周圍土體共同作用問題，建立了柔性樁及剛性樁的橫向變形與內力分析的基本理論。 由于上述理論解公式復雜，針對以上研究內容，編制了相應的計算程序，可方便應用于實際工程。大量的工程算例分析表明：不論是對承受豎向荷載樁基礎，