刚性基础下刚性长短桩复合地基桩土空间作用效应研究

【摘要】桩与土的空间作用效应，使相同基础沉降下小承台板长短桩复合地基的承载性状与大承台板长短桩复合地基的承载性状之间存在差异。这种差异使得，目前用长短4桩复合地基静载荷试验结果验证长短桩复合地基承载力和沉降计算理论存在一定问题。而现实中，受场地和加载条件限制，多数情况下又仅能进行长短4桩复合地基静载荷试验。为解决理论与现实之间的矛盾，需要研究桩土空间作用效应问题。本文在CFG桩-PHC管桩长短4桩复合地基静载荷试验研究的基础上，首先，通过数值模拟方法，探讨桩土间的空间作用效应问题，挖掘其与刚性基础下刚性长短桩复合地基承载性状的相关性。分析了刚性基础下刚性长短桩复合地基中荷载-沉降、桩-土应力、桩端阻比及桩刺入变形随桩数变化的规律，并给出了拟合函数表达式。研究表明：在相同荷载水平下，桩数越多，承台板沉降越大；随着荷载水平增加，同等荷载水平下，各模型承台板沉降差逐渐增大；相同承台板沉降下，桩数越多，长短桩复合地基所承担的荷载水平越小；随着承台板尺寸（桩数）增加，地面和深层土体水平位移量和应力扩散范围逐渐增大，最大水平位移逐渐向土层深部传递，长桩、短桩桩顶和桩端应力逐渐减小；随着承台板沉降增大，承台板等沉下不同模型中长桩或短桩桩顶和桩端应力差异逐渐减小，桩顶平面和长桩桩端平面土应力逐渐减小，短桩桩端平面土应力逐渐增加，长桩端阻比逐渐增大，中心短桩和长桩上刺入变形逐渐减小，角桩长桩上刺入变形逐渐增加，下刺入变形逐渐减小。其次，诠释了桩长、桩间距及褥垫层厚度变化对刚性基础下刚性长短桩复合地基中荷载-沉降、桩-土应力、桩端阻比及桩刺入变形随桩数变化的规律的影响，并评判了影响度及其变化规律。研究表明：相同承台板沉降下，桩长变化对长短桩复合地基中短桩桩端平面土应力、桩顶应力、桩上下刺入变形随桩数变化的规律的影响显著；而对长短桩复合地基中荷载-沉降、桩端应力随桩数变化规律的影响在现场试验或工程设计时可以不予考虑；相同承台板沉降下，桩间距变化对长短桩复合地基承载力的影响，随着荷载增加逐渐增大，对长短桩复合地基中桩顶土应力、短桩端阻比随桩数变化的规律影响显著，且随着桩数增加，其影响程度逐渐减小，对桩刺入变形、桩顶和桩端应力、桩端阻比随桩数变化规律的影响在现场试验或工程设计时可以不予考虑；相同承台板沉降下，褥垫层厚度变化对长短桩复合地基中桩顶和桩端应力随桩数变化的规律影响显著，且随着桩数增加，其影响程度逐渐减小，而对于荷载-沉降、桩顶和桩端平面土应力、桩端阻比、桩顶和桩端刺入变形随桩数变化规律的影响在现场试验或工程设计时可以不予考虑。最终，基于Boussinesq和Mindlin解，提出了长桩下刺入变形和下卧层附加应力计算方法；以长桩控沉为沉降计算理念，同时考虑桩土空间作用效应、长桩上下刺入变形、长桩桩顶褥垫层压缩变形及桩端下卧层压缩变形，提出了刚性基础下刚性长短桩复合地基沉降计算理论方法；通过工程实例计算与分析，验证了该计算方法的合理性与可行性。
【作者】张四化；
【导师】郭院成；
【作者基本信息】郑州大学，结构工程，2014，博士
【关键词】地基基础工程；刚性基础；刚性桩；长短桩；复合地基；桩土空间作用效应；

【参考文献】
[1]杨旭琨.基于大学生消费行为特点的网络营销策略研究[D].广西师范大学,企业管理,2013,硕士.
[2]胡勃.母语为韩语的学习者汉语易混淆虚词使用情况考察[D].吉林大学,汉语国际教育,2013,硕士.
[3]宋健.基于石墨烯为载体的生物传感器对细胞凋亡和小分子的检测[D].青岛科技大学,2013.
[4]李帮义.作为阻止战略的再制造决策研究[J].控制与决策,2010,11:1675-1678+1683.
[5]郑磊,徐磊.地理信息科学与科学技术发展的哲学关系[J].华北科技学院学报,2004,01:47-50.
[6]刘晓强.祖师麻药材质量标准研究[D].山西医科大学,药物化学,2013,硕士.
[7]何培奕.中国电子竞技产业的现状和发展研究[D].上海外国语大学,工商管理,2013,硕士.
[8]孟晖.D航空公司客舱机组人员职业健康状况及促进研究[D].西安科技大学,工商管理,2014,硕士.
[9]李海军.320排容积CT一站式三联检查在急性胸痛诊断中的应用[D].泰山医学院,影像医学与核医学,2012,硕士.
[10]薛涛.BMP、FN在化脓性中耳炎鼓室粘膜的表达[D].第四军医大学,耳鼻咽喉科学,2004,硕士.
[11]张雨豪.基于Split Mapping的结构变异检测方法的模拟环境的研究和开发[D].哈尔滨工业大学,计算机科学与技术,2013,硕士.
[12]吴云飞.基于GRI-Mech3.0的脉动燃烧NOx生成机理简化方法研究与分析[D].浙江工业大学,热能工程,2012,硕士.
[13]张明杰.基于3S技术的冰川变化与表面运动研究[D].兰州大学,地图学与地理信息系统,2013,硕士.
[14]李静.我国失地农民权益保障政策研究[D].华中师范大学,公共管理,2014,硕士.
[15]宗鹏.嵌入SoC的高精度电机控制电路设计与验证[D].西安电子科技大学,软件工程,2012,硕士.
[16]吴锦标.电力线单工分时通信技术研究[D].厦门大学,测试计量技术及仪器,2014,硕士.
[17]黄川林.室内移动对象轨迹分析研究[D].中国科学技术大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[18]李韶伟.多维项目反应理论的等值问题研究[D].西南大学,概率论与数理统计,2014,硕士.
[19]申超.清华简与商周若干史事考释[D].西北大学,中国史,2014,博士.
[20]何娇.结构游戏中幼儿合作行为的观察研究[D].湖南师范大学,学前教育（专业学位）,2013,硕士.
[21]毕温磊.大熊猫（Ailuropoda melanoleuca）粪便类固醇激素检测方法及其在放归种群中应用的初步研究[D].中南林业科技大学,动物学,2014,硕士.
[22]李欣欣.天然来源的选择性抑制疫霉菌孢子囊产生的化合物的化学及生物学研究[D].浙江大学,药学,2013,硕士.
[23]章劲松.在校大学生睡眠质量及其影响因素研究[D].武汉科技大学,流行病与卫生统计学,2012,硕士.
[24]李芾,傅茂海.我国高速货车转向架发展模式[J].中国铁路.2001(05)
[25]李浩利.城乡规划视域下新型农村发展模式研究[D].浙江海洋学院,农业信息化（专业学位）,2014,硕士.
[26]黄广鹏.G建筑工程公司核心竞争力研究[D].华南理工大学,高级管理人员工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[27]钱荣钧.文北三维偏移速度的选取和偏移效果分析[J].石油地球物理勘探,1986,05:494-502+539.
[28]周志环.从操纵论评葛浩文英译《红高粱家族》[D].外交学院,外国语言学与应用语言学,2014,硕士.
[29]凌扬超.基于ANSYS平台转向架焊接结构强度可视化研究[D].西南交通大学,车辆工程,2013,硕士.
[30]贾赛.中国旅游行业景气度与股票价格指数实证研究[D].浙江大学,运筹学与控制论,2011,硕士.
[31]谌娟.移动关联的日语格助词和汉语介词的对比研究[D].西南交通大学,日语语言文学,2013,硕士.
[32]万艳军.语体视野下的《大唐西域记》副词研究[D].新疆师范大学,汉语言文字学,2014,硕士.
[33]郑俊明.感应加热装置用40kHz晶闸管逆变器(摘译)[J].冶金自动化,1986,04:54-56.
[34]赖柏乐,孔德彭,罗杰.基于PLC的工频串联谐振试验装置设计[J].机电工程,2013,02:236-239.
[35]赵朋飞.儿童绘画特点对儿童绘本设计的影响研究[D].南昌大学,设计艺术学,2012,硕士.
[36]郝欣悦.飞/推一体化下的冲压发动机调节/保护控制方法研究[D].哈尔滨工业大学,控制工程,2014,硕士.
[37]关新平,彭海朋,范正平,李丽香.基于分散反馈控制的时滞混沌大系统[J].控制与决策,2001,04:404-409.
[38]牟介刚,范文粲,郑水华,林玲,王硕,施瀚昱.离心泵平衡孔面积对轴向力及外特性影响的研究[J].机械制造,2013,09:58-61.
[39]赵天永.乳管镜在乳腺导管内病变患者中的诊断及治疗分析[D].内蒙古大学,生物工程,2014,硕士.
[40]赵慧娟.国际软法的拘束力及其演变[D].哈尔滨工业大学,国际法学,2013,硕士.
[41]刘丽媛.基于生态文化视野下的西安秦岭沿线乡村景观研究[D].西安建筑科技大学,设计艺术学,2013,硕士.
[42]马灵芝.BTCA免烫整理体系中环保型催化剂硝酸钠的开发和研究[D].天津工业大学,纺织化学与染整工程,2004,硕士.
[43]郝维国.WTO框架下金融创新的知识产权保护[D].山西大学,经济法学,2004,硕士.
[44]索南昂毛.小分子与石墨烯间堆垛作用的理论研究[D].吉林大学,原子与分子物理,2013,硕士.
[45]肖杨.绿色消费的哲学意蕴与实践建构[D].中共吉林省委党校,马克思主义哲学,2013,硕士.
[46]张景玲,赵燕伟,王海燕,介婧,王万良.多车型动态需求车辆路径问题建模及优化[J].计算机集成制造系统,2010,03:543-550.
[47]蒋良孝,蔡之华.文本挖掘及其应用[J].现代计算机(专业版),2003,02:29-31+48.
[48]张超.基于改进的混合高斯模型的目标检测方法[D].哈尔滨理工大学,计算机系统结构,2012,硕士.
[49]穆莉.基于分子开关的微流控芯片构建及其在生物分析中的应用[D].复旦大学,2008.
[50]刘晓晨,王果冲,梁汝萍,邱建丁.卟啉/石墨烯/铂纳米簇复合材料的制备及电化学研究[A].中国化学会.中国化学会第28届学术年会第10分会场摘要集[C].中国化学会:,2012:1.