勻質(zhì)土中樁體復(fù)合地基沉降的變分法研究.pdf

1、隨著地基處理技術(shù)和復(fù)合地基理論的發(fā)展，近些年復(fù)合地基技術(shù)在我國得到了廣泛的應(yīng)用。對于復(fù)合地基合理控制沉降量是特別重要的，然而復(fù)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(fù)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(chǔ)上建立了單樁的荷載沉降的解析解。通過引入位移場假設(shè)，求出了兩樁之間的相互作用的解析解，在此基礎(chǔ)上分析群樁相互作用時存在的“遮簾效應(yīng)”和“加

2、筋效應(yīng)”，并揭示了二者的產(chǎn)生機理?；诤奢d傳遞法和單樁位移場假設(shè)對均質(zhì)土中復(fù)合地基，首先直接建立了等長群樁基礎(chǔ)的總余能表達式，在此基礎(chǔ)上才用直接分析的方法計入樁間土的作用得到復(fù)合地基的總余能，采用里茲變分法直接建立了等長樁復(fù)合地基的荷載沉降關(guān)系。對于長短樁復(fù)合地基引用“虛擬土樁”的概念，將其轉(zhuǎn)換為等長樁的范疇在進行計算分析得到長短樁復(fù)合地基的荷載沉降關(guān)系。
　　通過研究可以得到以下一些主要結(jié)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(yīng)。
　　2.群樁之間的“遮簾效應(yīng)”、“加筋效應(yīng)”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(cè)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(yīng)影響要小一些。
　　3采用本文變分法通過對等長樁復(fù)合地基模型進行計算發(fā)現(xiàn)樁長較長時其計算結(jié)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(fù)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(fù)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(jié)果與本文的變分法理論計算結(jié)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(jié)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(jié)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(yīng)”、“加筋效應(yīng)”，因而容易高估群樁條件下樁與樁之間的相互作用，導(dǎo)致計算結(jié)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(yīng)”、“加筋效應(yīng)”的