桩筏基础变刚度调平设计的研究

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桩筏基础变刚度调平设计是近几十年来岩土界一直在研究的一个重要课题,许多科学工作者一对桩筏基础的研究工作进行了大量的理论分析,并做过一些模型试验和现场测试,在此基础上提出了许多的设计方法.虽然人们对桩筏基础变刚度调平有了初步的认识,但是桩筏基础变刚度调平设计还没有广泛的应用到实际的设计工作当中。所以对桩筏基础变刚度调平设计进行更深一步的研究具有很大的实际价值。桩筏华础变刚度调平设计是以减小差异沉降和承台内力为目标,通过调整桩长、桩距、桩径等改变基桩支承刚度的分布,达到使建筑物的沉降趋于均匀、承台内力沉降的设计方法。本文主要是通过调整桩筏基础的桩长来实现桩筏基础的沉降量较小,同时桩筏基础的筏板内力也可以相对较小的最优化设计。主要进行了以下几方面的工作:(1)利用Matlab语言对Mindlin应力公式计算群桩基础沉降量的过程进行编程,并通过算例比较程序得到的和手算的沉降量,结果相近,验证了本程序适用;(2)利用程序计算平均桩反力下等桩长模型试验下的群桩沉降,然后通过平均桩反力和求得的桩基沉降量确定初始桩刚度;(3)假定筏板下的桩为弹簧,桩的刚度即为弹簧刚度,利用软件ABAQUS对桩筏基础进行有限元分析。有限元模型由筏板、弹簧和地基组成,不考虑板下土的作用。经过有限元计算求得的桩顶反力与初步假定的桩的平均桩反力不同,然后在新的相反力作用下,重新得到桩顶反力和位移。如此反复迭代,直至桩顶位移与数值计算的桩基沉降之差满足要求为止。最后得到的桩基沉降量和试验结果进行对比分析发现,误差在允许的范困内;(4)调整筏板中心周围的桩长,重新计算桩基沉降量和筏板内力,并与等桩长布桩时的沉降量和筏板内力做了比较,经过分析发现,结果符合一般规律。通过上述的分析和比较,说明本文桩筏基础变刚度调平设计的计算方法具有可行性。
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