長短樁複合地基協同工作機制及變形剛度計算理論研究

《長短樁複合地基協同工作機制及變形剛度計算理論研究》是依託鄭州大學，由郭院成擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：長短樁複合地基協同工作機制及變形剛度計算理論研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：郭院成
• 依託單位：鄭州大學

項目摘要

以長短樁複合地基基礎承載體系為研究對象，採用基底沉降變形一致的基本假定，以單樁變形剛度、單樁複合地基變形剛度研究為基礎，研究長短樁複合地基中長樁、短樁及樁間土體的相互作用機制及其變形剛度計算理論。樁間土體按粘彈塑性模型假定，研究豎向荷載作用下單樁變形剛度的發揮係數；樁體按彈性假定，基於非線性荷載位移法研究複合地基中樁土相互作用機制，以及單樁複合地基的變形剛度計算理論；依據長短樁複合地基的協同工作假定，研究長樁側摩阻力和端阻力與短樁側摩阻力和端阻力發揮過程中的相互作用機理，進一步研究帶褥墊層長短樁複合地基在豎向荷載作用下，長樁、短樁和樁間土之間的荷載分配機制和變化過程；為長短樁複合地基基礎基於承載力和變形控制條件的空間變剛度設計理論和方法的建立奠定一定的理論基礎。

結題摘要

以剛性長短樁複合地基基礎承載體系為研究對象，通過剛性長短樁複合地基現場靜載荷試驗，研究了樁-土應力分布、樁土應力比、荷載分擔比、樁身軸力、樁側摩阻力和水平位移等參數的變化規律及特徵。依據長短樁複合地基的協同工作假定，研究了帶褥墊層長短樁複合地基在豎向荷載作用下，長樁、短樁和樁間土之間的荷載分配機制和變化過程；推導了剛性樁複合地基褥墊層最佳厚度的設定原則和最小及最大褥墊層厚度的計算公式，提出了長短樁複合地基“發揮度組合法”承載力計算模型，並給出了樁間土、長樁和短樁承載力的發揮係數。基於等沉降準則，採用有限元方法數值模擬分析了單樁複合地基、等長樁複合地基和長短樁複合地基的承載性狀，詮釋了長短樁複合地基中樁-土間的協同工作機制。給出了單樁複合地基和大面積等長樁複合地基中心處加固區範圍內土體壓縮量的計算公式；提出了等長樁群樁複合地基中任意位置處樁體計算單元中加固區土體變形剛度的理論計算方法；提出了剛性長短樁複合地基加固區範圍內土體壓縮量計算方法。項目研究成果為長短樁複合地基基礎基於承載力和變形控制條件的空間變剛度設計理論和方法的建立奠定了一定的理論基礎。