刚性桩复合地基沉降计算方法的研究及应用

摘要

随着刚性桩复合地基技术的不断推广应用,其沉降计算方法的研究也越来越受到重视。但是,由于目前一般的地基沉降计算都还没有得到很好的解决,而复合地基理论本身也在不断完善和发展中,对于刚性桩复合地基还没有一种准确而实用的沉降计算方法来为工程设计服务。现在工程中使用的一些经验或简化计算方法,都是在传统沉降计算方法基础上的发展,在计算模式上也没有很好地反映刚性桩复合地基的作用机理。 针对传统沉降计算方法的优点和不足,杨光华提出了新的沉降计算方法——原状土切线模量法,原状土切线模量法是利用原状土参数,引入类似Duncan-Chang本构模型中的应力水平系数,能较好程度上解决地基沉降计算中参数取值不准,不能反映土体非线性特点等不足,在沉降计算中取得了较好的效果。 本文在原状土切线模量法的基础上,从桩、桩间土和褥垫层三者共同作用的角度,对刚性桩复合地基沉降计算方法进行了研究。 首先,分析了刚性桩复合地基沉降计算的现状,对目前各种刚性桩复合地基沉降计算方法进行了具体的分析,评价方法的优缺点和适用性。对目前工程上应用较多的复合模量法(规范法)进行了详细讨论,指出计算误差较大的原因。 接着,对原状土切线模量法进行了系统的总结,重点阐述了在桩基沉降计算中的应用,并对其计算参数的取值进行了分析研究。 然后,利用原位测试结果,在原状土切线模量法基础上提出了一种计算刚性桩复合地基沉降的实用计算方法——P-S曲线法,并将其应用于实际工程的沉降计算。同时,利用该方法的特点,将其应用于确定复合地基的承载力,并与规范中确定CFG桩复合地基承载力的方法进行了比较分析。另外,提出了一种利用单桩复合地基载荷试验曲线反算切线模量法计算参数c、φ和E0用于计算实际复合地基基础沉降的简单方法。 最后,指出目前刚性桩复合地基中褥垫层设置存在的问题,利用P-S曲线法对褥挚层厚度的合理设置进行了深入研究,得出不同地质条件和荷载情况下垫层厚度的设置情况应有所区别,不应该限于规范规定的15cm30cm。并提出了一种复合地基优化设计思路,可以用来确定最佳褥垫层厚度值。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1前言

1.2刚性桩复合地基概述

1.3刚性桩复合地基沉降计算的研究现状

1.4本文的主要工作

第二章刚性桩复合地基沉降计算方法分析

2.1前言

2.2解析方法

2.3数值方法

2.3.1概述

2.3.2分离式分析方法

2.3.3复合模量分析方法

2.4简化计算方法

2.4.1加固区变形量S1的计算

2.4.2下卧层的变形量S2的计算

2.4.3规范推荐的CFG桩复合地基计算方法

2.5讨论

2.5.1模量的选取

2.5.2规范法中经验系数的确定

2.6小结

第三章地基非线性沉降计算的原状土切线模量法

3.1前言

3.2切线模量法的提出

3.3切线模量法的推广

3.4在桩基沉降计算中的应用

3.4.1桩底土体沉降的计算

3.4.2桩侧土体摩阻力与桩身压缩量的计算

3.5计算参数的确定

3.5.1土体所受压力p

3.5.2土体极限荷载Pu

3.5.3初始切线模量E0

3.5.4荷载水平修正系数尺Rf

3.6小结

第四章基于切线模量法的刚性桩复合地基沉降计算方法

4.1前言

4.2刚性桩复合地基沉降计算的P-S曲线法

4.2.1 P-S曲线法的引出

4.2.2 P-S曲线法的计算过程

4.2.3褥垫层作用的考虑

4.2.4 P-S曲线法的计算参数

4.2.5 P-S曲线法的验证

4.2.6 P-S曲线法与规范法的比较

4.3 P-S曲线法在沉降计算中的应用

4.3.1工程实例一

4.3.2工程实例二

4.4 P-S曲线法在确定复合地基承载力中的应用

4.4.1规范中确定CFG桩复合地基承载力的方法

4.4.2两种确定复合地基承载力方法的比较

4.5刚性桩复合地基沉降计算的一种简单方法

4.5.1算例1

4.5.2算例2

4.6小结

第五章刚性桩复合地基褥垫层设置的研究

5.1概述

5.2褥垫层的设置现状

5.3不同地质条件和荷载情况下褥垫层厚度的分析

5.3.1计算参数

5.3.2计算结果

5.3.3结果分析

5.4设计应用

5.4.1工程概况

5.4.2单桩复合地基的验算

5.4.3复合地基设计

5.5刚性桩复合地基优化设计

5.6本章小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢