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当建筑场地浅层地基不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求,也不宜采用地基处理等措施时,往往采用深基础方案。桩基作为地基与基础的一种重要基础形式,在工程中的应用及其广泛。随着大跨度桥梁、港口码头、近海平台和高层建筑的高速发展,纵横向荷载同时作用下基桩的受力分析日益重要。纵横向同时作用下桩与土的相互作用机理十分复杂,影响因素众多,国内外对该问题的研究,目前限于纵横向同时受荷桩极限荷载的确定,试验资料较少,且以单桩研究为主。而在实际工程中,基桩常常以排桩形式出现,本文通过模型试验、公式拟合以及数值模拟,开展了如下的工作:
(1)查阅大量有关桩基研究的国内外文献,综合分析前人的研究成果,指出各种研究方法的特点与适用性。
(2)进行了一定量的室内模型试验,从试验数据出发,对纵横向荷载作用下排桩性状进行分析;讨论前桩、中桩以及后桩之间的关系。
(3)以实测数据为依据,从理论分析出发,给出排桩弯矩函数拟合公式,推导出桩身剪力、土反力的计算式;编制由实测弯矩值来推求桩身弯矩函数、桩身剪力以及土反力的FORTRAN程序。
(4)阐述有限单元法的基本原理,介绍了ABAQUS处理三维问题的方法与特点,确定了数值模拟方案,在考虑间距、桩数、桩径、桩长、土体模量等因素变化的工况下进行大量数值计算,得出定性结论,并与模型试验的结论相验证,为实际工程的设计提供定性参考结论。