考虑桩—土体系渐进破坏的群桩基础差异沉降控制机理研究
发布时间：2023-07-25 05:17
传统等刚度布桩的高层建筑群桩基础存在“碟形”差异沉降。群桩基础差异沉降过大会影响建筑物的安全使用,甚至造成建筑物整体倾斜和倒塌。如何考虑桩-土体系渐进破坏过程,充分发挥各基桩承载潜能,控制群桩基础差异沉降,是目前亟待解决的关键问题。针对该难题,本文采用模型试验、数值模拟和理论分析等手段对考虑桩-土体系渐进破坏的群桩基础差异沉降控制机理展开研究,提出了考虑桩-土体系渐进破坏的群桩基础差异沉降控制方法,基于单桩和群桩承载特性计算方法与不同工况下荷载传递模型研发了考虑桩-土体系渐进破坏的桩基承载特性分析软件,取得了一些有益的结论。(1)利用现场实测数据分析了桩侧阻力与桩土相对位移的关系,建立了桩土界面双曲线荷载传递模型,考虑群桩中各基桩的相互影响和群桩间加筋遮帘效应,基于荷载传递法提出了考虑桩-土渐进破坏的群桩承载特性的计算方法。考虑不同布桩模式间各基桩相互作用,形成了考虑桩-土体系渐进破坏的群桩差异沉降控制计算方法。(2)基于提出的荷载传递模型、Visual Fortran和FRIC子程序对ABAQUAS软件进行了二次开发和算例验证,实现了单桩、双桩和不同布桩模式群桩承载特性的有效模拟,揭...
【文章页数】：134 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景与研究意义
1.2 变刚度布桩群桩基础研究现状
1.2.1 变刚度群桩基础承载特性研究
1.2.1.1 工作性能机理方面
1.2.1.2 数值模拟方面
1.2.1.3 模型试验方面
1.2.2 变刚度群桩基础承载力计算方法研究
1.2.3 变刚度群桩基础沉降计算方法研究
1.2.4 变刚度群桩基础桩侧摩阻力研究
1.3 主要研究内容、创新点和技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 创新点
1.3.3 技术路线
第二章 基于基桩协同变形控制的群桩基础承载特性理论研究
2.1 引言
2.2 桩侧摩阻力传递模型
2.2.1 单桩侧摩阻力传递模型
2.2.2 等刚度布桩群桩中基桩侧摩阻力传递模型参数确定
2.2.3 变刚度布桩群桩中基桩侧摩阻力传递模型参数确定-变桩径
2.2.4 变刚度布桩群桩中基桩侧摩阻力传递模型参数确定-变桩长
2.3 桩端双曲线荷载传递模型
2.3.1 单桩端阻力传递模型
2.3.2 等刚度布桩群桩中基桩端阻传递模型参数确定
2.3.3 变刚度布桩群桩中基桩端阻传递模型参数确定-变桩径
2.3.4 变刚度布桩群桩中基桩端阻传递模型参数确定-变桩长
2.4 群桩中基桩承载特性计算流程
2.5 群桩承载特性分析算法验证
2.5.1 算例1
2.5.2 算例2
2.6 变刚度布桩的群桩受力性状参数分析
2.6.1 均匀土层中群桩承载特性
2.6.2 成层土层中群桩承载特性
2.7 本章小结
第三章 考虑桩-土体系渐进破坏的群桩基础差异沉降控制机理数值模拟研究
3.1 引言
3.2 桩土界面模型
3.2.1 侧阻软化模型
3.2.2 端阻双曲线模型
3.3 基于用户子程序FRIC的二次开发
3.3.1 FRIC子程序实现流程
3.3.2 算例验证
3.4 有限元分析过程确定
3.4.1 有限元模型尺寸介绍
3.4.2 本构模型的确定及计算参数的选取
3.4.3 接触定义
3.4.4 网格划分
3.4.5 荷载和边界条件
3.4.6 初始地应力平衡
3.4.7 设计模型
3.5 数值模拟结果分析
3.5.1 单桩计算结果
3.5.2 双桩计算结果
3.5.3 群桩荷载沉降曲线
3.6 本章小结
第四章 考虑桩土体系渐进破坏的群桩基础差异沉降控制机理模型试验研究
4.1 引言
4.2 模型试验方案
4.2.1 桩身材料的选择
4.2.2 桩周土体的选择
4.3 模型试验系统
4.3.1 模型架
4.3.2 加载系统
4.3.3 测量系统
4.3.4 采集系统
4.4 模型试验过程
4.4.1 单桩模型试验
4.4.2 两桩模型试验
4.4.3 群桩模型试验
4.5 模型试验结果
4.5.1 单桩和双桩试验结果分析
4.5.2 加筋遮帘效应分析
4.5.3 群桩试验结果分析
4.5.4 经济性对比
4.5.5 群桩的差异沉降机理分析
4.6 本章小结
第五章 考虑桩-土体系渐进破坏的桩基承载特性分析软件
5.1 设计目标
5.2 软件系统的开发环境
5.2.1 开发工具的选择
5.2.2 计算模型库的建立
5.2.3 系统的编译与生成
5.3 软件系统的结构与功能
5.3.1 软件系统的结构体系
5.3.2 系统的功能
5.3.3 软件系统的交互功能
5.4 计算实例
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果
在读期间参与的科研项目
在读期间发表的论文
发明专利
在读期间获得的奖励
参编著作及行业规范
致谢
附件
本文编号：3837233
【文章页数】：134 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景与研究意义
1.2 变刚度布桩群桩基础研究现状
1.2.1 变刚度群桩基础承载特性研究
1.2.1.1 工作性能机理方面
1.2.1.2 数值模拟方面
1.2.1.3 模型试验方面
1.2.2 变刚度群桩基础承载力计算方法研究
1.2.3 变刚度群桩基础沉降计算方法研究
1.2.4 变刚度群桩基础桩侧摩阻力研究
1.3 主要研究内容、创新点和技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 创新点
1.3.3 技术路线
第二章 基于基桩协同变形控制的群桩基础承载特性理论研究
2.1 引言
2.2 桩侧摩阻力传递模型
2.2.1 单桩侧摩阻力传递模型
2.2.2 等刚度布桩群桩中基桩侧摩阻力传递模型参数确定
2.2.3 变刚度布桩群桩中基桩侧摩阻力传递模型参数确定-变桩径
2.2.4 变刚度布桩群桩中基桩侧摩阻力传递模型参数确定-变桩长
2.3 桩端双曲线荷载传递模型
2.3.1 单桩端阻力传递模型
2.3.2 等刚度布桩群桩中基桩端阻传递模型参数确定
2.3.3 变刚度布桩群桩中基桩端阻传递模型参数确定-变桩径
2.3.4 变刚度布桩群桩中基桩端阻传递模型参数确定-变桩长
2.4 群桩中基桩承载特性计算流程
2.5 群桩承载特性分析算法验证
2.5.1 算例1
2.5.2 算例2
2.6 变刚度布桩的群桩受力性状参数分析
2.6.1 均匀土层中群桩承载特性
2.6.2 成层土层中群桩承载特性
2.7 本章小结
第三章 考虑桩-土体系渐进破坏的群桩基础差异沉降控制机理数值模拟研究
3.1 引言
3.2 桩土界面模型
3.2.1 侧阻软化模型
3.2.2 端阻双曲线模型
3.3 基于用户子程序FRIC的二次开发
3.3.1 FRIC子程序实现流程
3.3.2 算例验证
3.4 有限元分析过程确定
3.4.1 有限元模型尺寸介绍
3.4.2 本构模型的确定及计算参数的选取
3.4.3 接触定义
3.4.4 网格划分
3.4.5 荷载和边界条件
3.4.6 初始地应力平衡
3.4.7 设计模型
3.5 数值模拟结果分析
3.5.1 单桩计算结果
3.5.2 双桩计算结果
3.5.3 群桩荷载沉降曲线
3.6 本章小结
第四章 考虑桩土体系渐进破坏的群桩基础差异沉降控制机理模型试验研究
4.1 引言
4.2 模型试验方案
4.2.1 桩身材料的选择
4.2.2 桩周土体的选择
4.3 模型试验系统
4.3.1 模型架
4.3.2 加载系统
4.3.3 测量系统
4.3.4 采集系统
4.4 模型试验过程
4.4.1 单桩模型试验
4.4.2 两桩模型试验
4.4.3 群桩模型试验
4.5 模型试验结果
4.5.1 单桩和双桩试验结果分析
4.5.2 加筋遮帘效应分析
4.5.3 群桩试验结果分析
4.5.4 经济性对比
4.5.5 群桩的差异沉降机理分析
4.6 本章小结
第五章 考虑桩-土体系渐进破坏的桩基承载特性分析软件
5.1 设计目标
5.2 软件系统的开发环境
5.2.1 开发工具的选择
5.2.2 计算模型库的建立
5.2.3 系统的编译与生成
5.3 软件系统的结构与功能
5.3.1 软件系统的结构体系
5.3.2 系统的功能
5.3.3 软件系统的交互功能
5.4 计算实例
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果
在读期间参与的科研项目
在读期间发表的论文
发明专利
在读期间获得的奖励
参编著作及行业规范
致谢
附件
本文编号：3837233
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