複合地基與變剛度複合地基模型試驗與數值模擬

《複合地基與變剛度複合地基模型試驗與數值模擬》是2018年中國建築工業出版社出版的圖書，作者是喬京生。

基本介紹

• 中文名：複合地基與變剛度複合地基模型試驗與數值模擬
• 作者：喬京生
• 出版社：中國建築工業出版社
• 出版時間：2016年6月1日
• 征訂號：28505
• 版次：第一版
• 頁數：154 頁
• 裝幀：平膜
• 開本：16 開
• 印張：10.250
• ISBN ：978-7-112-19233-5

內容簡介

本文以模型試驗和數值模擬為基礎，對傳統複合地基及變剛度複合地基在豎向荷載作用下的力學性狀進行分析研究，主要完成工作如下： 1.完成模型試驗14組，對改變樁長和褥墊層厚度的單樁、群樁複合地基及變剛度複合地基在豎向荷載作用下的內力及變形進行了量測和記錄，試驗揭示了樁土相互作用、荷載傳遞過程、應力分布特點、沉降變形等規律。 2.利用ANSYS，系統地分析了不同樁長、樁徑、樁體模量、加固區和下臥層土體模量、褥墊層厚度和模量等因素對複合地基力學性狀的影響，對採用不同樁長的變剛度複合地基進行分析研究，為建立經驗公式提供了必要數據。 3.針對群樁複合地基的差異沉降問題，進行了變剛度複合地基的必要性和方案研究。 4.提出了採用“樁體沉降法”來計算複合地基沉降的公式，該計算方法通過與模型試驗結果和工程實測數據相比較，達到較高的精度，能直接套用於工程設計。在該沉降計算方法的基礎上提出變剛度複合地基的沉降計算公式。 5.套用加權均值GM（1，1）模型對複合地基進行沉降預測，並與傳統GM（1，1）模型相比較，具有更高的預測精度。

目錄

1 緒論

1．1 複合地基的定義、分類和形成條件

1．1．1 複合地基的定義

1．1．2 複合地基的分類

1．1．3 複合地基的形成條件

1．2 研究背景

1．3 複合地基效應與破壞模式

1．3．1 複合地基效應

1．3．2 複合地基破壞模式

1．4 複合地基的研究現狀

1．4．1 試驗研究

1．4．2 數值計算

1．4．3 複合地基承載力和沉降研究

1．4．4 變剛度理論研究

1．5 研究思想、方法和內容

2 模型試驗設計

2．1 城市地下工程相似模擬試驗系統介紹

2．1．1 模型箱體

2．1．2 載入系統

2．1．3 載入油路系統

2．1．4 數據採集系統

2．2 相似理論基礎

2．2．1 相似理論概述

2．2．2 相似理論基礎

2．2．3 相似定理

2．2．4 相似準則的導出

2．2．5 準則的判斷和選擇

2．2．6 物理相似模型試驗設計的基本原則和設計步驟

2．3 模擬試驗設計

2．3．1 羅列參數、求準則

2．3．2 試驗內容

2．3．3 試驗方案

3 模型試驗結果及分析

3．1 單樁複合地基模型試驗

3．1．1 p-s曲線

3．1．2 樁土應力比及荷載分擔

3．1．3 樁身應力分布

3．1．4 樁側摩阻力沿樁身分布

3．1．5 土體豎向應力沿深度分布

3．2 群樁複合地基模型試驗

3．2．1 p-s曲線

3．2．2 樁土應力比及荷載分擔

3．2．3 樁身應力分布

3．2．4 樁側摩阻力沿樁身分布

3．2．5 土體豎向應力沿深度分布

3．2．6 差異沉降

3．3 變剛度複合地基模型試驗

3．3．1 p-s曲線

3．3．2 樁土應力比及荷載分擔

3．3．3 樁身應力分布

3．3．4 差異沉降

3．4 改變褥墊層厚度的複合地基模型試驗

3．4．1 p-s曲線

3．4．2 樁土應力比及荷載分擔

3．4．3 樁身應力分布

3．4．4 褥墊層對樁間土應力分布的影響

3．5 樁長、荷載對複合地基沉降的影響規律

3．5．1 單樁複合地基

3．5．2 九樁複合地基

4 數值模擬結果及分析

4．1 概述

4．2 ANSYS在土木工程中的套用

4．2．1 ANSYS簡介

4．2．2 ANSYS在土木工程中套用介紹

4．3 有限元模型的建立

4．3．1 計算模型體系

4．3．2 單元劃分

4．3．3 剛度矩陣的建立

4．3．4 方程組求解方法的選擇

4．4 材料非線性的模擬

4．5 複合地基數值模擬分組方案

4．6 單樁複合地基數值模擬

4．6．1 樁長的影響

4．6．2 樁徑的影響

4．6．3 樁身模量的影響

4．6．4 加固區土體壓縮模量的影響

4．6．5 下臥層土體壓縮模量的影響

4．7 褥墊層作用機理的數值模擬

4．7．1 褥墊層厚度的影響

4．7．2 褥墊層模量的影響

4．8 群樁複合地基數值模擬

4．8．1 樁長的影響

4．8．2 樁身模量的影響

4．8．3 加固區土體壓縮模量的影響

4．8．4 下臥層土體壓縮模量的影響

4．9 變剛度複合地基的數值模擬

5 實現變剛度複合地基的必要性與方案研究

5．1 控制沉降和差異沉降的重要性

5．2 差異沉降的產生

5．2．1 群樁中不同樁位的差異沉降

5．2．2 不同荷載下產生的差異沉降

5．2．3 樁體下不同下臥層的差異沉降

5．3 群樁複合地基應力場、位移場的分析

5．3．1 群樁複合地基應力場、位移場特點

5．3．2 群樁複合地基中樁、邊樁、角樁應力場、位移場比較

5．4 實現變剛度複合地基的方案研究

5．4．1 改變樁長

5．4．2 改變樁徑

5．4．3 改變樁體模量

5．5 變剛度複合地基應力場、位移場的分析

5．5．1 樁頂應力

5．5．2 負摩阻力和樁身**大應力

5．5．3 樁側正摩阻力和樁端應力

5．6 變剛度調平設計的基本內容

5．6．1 變剛度調平設計的概念

5．6．2 天然地基箱基的變形特徵

5．6．3 均勻布樁的樁筏基礎的變形特徵

5．6．4 均勻布樁的樁頂反力分布特徵

5．6．5 碟形沉降和馬鞍形反力分布的負面效應

5．6．6 變剛度調平概念設計

5．6．7 試驗驗證

5．6．8 工程套用

6 複合地基承載力和沉降計算

6．1 傳統複合地基承載力計算

6．1．1 複合地基承載力計算模式

6．1．2 應力比公式

6．1．3 穩定分析法

6．1．4 粘結材料樁極限承載力計算

6．1．5 樁間土極限承載力計算

6．1．6 複合地基加固區下臥層承載力驗算

6．2 傳統複合地基沉降計算

6．2．1 複合地基沉降計算模式

6．2．2 加固區壓縮量的計算方法

6．2．3 下臥層壓縮量的計算方法

6．3 變剛度複合地基承載力計算

6．4 變剛度複合地基沉降計算

6．4．1 加固區壓縮量的計算方法

6．4．2 下臥層壓縮量的計算方法

6．5 樁體沉降法計算複合地基沉降

6．5．1 單樁複合地基

6．5．2 群樁複合地基

6．5．3 樁體沉降法與模型試驗值檢驗

6．5．4 樁體沉降法與唐山會展中心廣場沉降觀測值檢驗

6．6 變剛度複合地基沉降計算經驗公式推導

6．7 長短樁複合地基設計

6．7．1 長短樁複合地基適用範圍

6．7．2 長短樁複合地基設計步驟

6．8 以沉降量為控制指標的複合樁基設計

6．8．1 樁土共同工作的客觀現象中的主要特徵

6．8．2 以沉降量為控制指標的複合樁基設計基本概念

7 套用灰色理論預測複合地基沉降

7．1 套用傳統GM（1，1）模型進行沉降預測

7．1．1 傳統GM（1，1）模型建立

7．1．2 模型精度的檢驗

7．1．3 預測分析

7．2 套用加權均值GM（1，1）模型進行沉降預測

7．2．1 加權均值生成

7．2．2 加權均值生成的性質

7．2．3 加權均值生成的逆運算

7．2．4 建模原理

7．2．5 預測分析

7．3 精度檢驗

參考文獻