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本课题以国家高科技发展计划项目(863计划)(项目编号:2007AA 11Z102)为依托,以琼州海峡跨海通道建设为工程背景,深入探讨厚软基跨海桥梁逆作法复合基础的受力机理。本文以室内模型试验为基础,通过沉箱-钢管桩逆作法复合基础的水平静载荷室内模型试验、水平承载桩理论研究及三维数值计算,对沉箱-钢管桩逆作法复合基础水平承载性能进行分析研究,主要工作如下:
1.通过对沉箱-钢管桩逆作法复合基础的水平静载荷室内试验数据的处理分析,研究逆作法复合基础的水平承载性能;
2.采用MATLAB编写的m法和p-y曲线法计算程序对单桩、带沉箱单桩、单桩逆作法复合基础进行分析,与室内试验实测数据对比表明:①m法计算得到的力作用点位移、桩身位移、最大弯矩点深度与实测结果吻合良好,但在弯矩最大值的计算上,带沉箱单桩、单桩逆作法复合基础计算误差要大于单桩;②在力作用点位移、桩身位移计算上,p-y曲线法计算误差大于m法计算误差,在最大弯矩值、最大弯矩点深度计算上,p-y曲线法计算误差与m法计算误差相当;③现有p-y曲线法均未考虑竖向荷载对浅层土体本构的影响,在单桩逆作法复合基础计算上误差较大;
3.依据现有的p-y曲线计算公式、本文单桩逆作法复合基础水平静载荷试验数据和收集到的桩基水平静载试验数据,提出了适用于黏性土中逆作法复合基础的p-y曲线经验公式,并用本文的试验进行验证;
4.根据逆作法复合基础的特点,提出了适用于沉箱-钢管桩逆作法复合基础的水平承载力计算公式,并用本文的试验进行验证,同时采用该方法对琼州海峡跨海通道沉箱-钢管桩逆作法复合基础原型方案水平承载性能进行分析;
5.采用有限差分软件FLAC3D对沉箱-钢管桩逆作法复合基础水平承载性能进行数值分析,并与室内试验结果进行对比,以验证该软件模拟计算的可靠性。