基桩竖向变形机理及荷载传递模型研究

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1、湖南大学硕士学位论文基桩竖向变形机理及荷载传递模型研究姓名：彭争光申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：曹喜仁20040421硕+’弘位论文皇竺=寰==!=皂====皇====皇======皇===葛!==皇====：：==：：：：：：=!==!=：===：：：=摘要目前，工程应用中多以承载力作为基桩的设计控制指标。但是对于超静定结构和沉降较大的静定结构，往往需要对桩顶沉降进行控制。而目前沉降计算中广泛采用的荷载传递法，由于没有考虑土体的连续性而忽略了桩侧摩阻力对桩端士体位移的贡献：同时，现行确定荷载传递模型的大型现场试验需要花费大量时问和经费。针对上述问题，本文首

2、先在已有理论基础上，深入分析了竖向荷载作用下基桩的荷载传递机理后，引入半无限体内一集中荷载对土体产生的位移的Mindlin解，并通过对其积分和迭代等处理后与常规荷载传递法结合得到了荷载传递修正法，解决了荷载传递法不能考虑桩侧摩阻力引起的桩端位移的缺点。然后，为避免用于沉降计算的荷载传递模型需要依赖大型现场试验的不便，建立了一套完整的结合土体力学参数与实际工程情况等来预估竖向苟载作用下基桩荷载传递模型的系统。通过此系统，只需采用土的室内试验得到的物理、力学参数并考虑实际的施工条件就可以估算出桩、土体系的荷载传递模型。同时将上述系统与遗传算法相结台，利用本文荷载传递修正法，

3、得到了由现有资料反推荷载传递模型参数的综合方法。通过该方法，利用已有资料就可以较准确的确定荷载传递模型。同时，为了考虑实际工程中的桩底沉渣及桩侧负摩阻力等问题，结合本文修正的荷载传递法，提出了在各种条件下的基桩沉降计算方法。并结合本文提出的反推荷载传递模型综合法及经修正的荷载传递法，引入遗传搜索方法得到了按桩顶沉降量控制基桩竖向承载力的计算体系。最后，将能考虑土体本构模型以及桩、士接触面情况的大型FLAC3D程序应用于桩基计算。并利用该程序详细分析了影响基桩沉降的因素，得出了减小基桩沉降的措施。关键词：基桩竖向变形机理、竖向承载力、沉降计算、荷载传递模型、MindIIn

4、解、遗传算法、负摩阻力、FLAC。臻扯幔向变玎三机理及荷载传递模型研究ABSTRACTThedominatingparameterofpilesdesignunderverticalloadsisbearingcapacity．Whileinstaticallyindeterminatestructuresanddeterminatestructureswithlargesettlement，thetopsettlementofpilesalsoneedstObecontrolled．Inthetraditionalload—transfermethod，whichis

5、wildlyusedincalculatingsettlement，thesoilcontinuityisn’temployed，SOthesettlementofsoilunderlyingpilebasecausedbyshaflresistanceisignored，Furthermorethelargeexpenseandlongtesttimeoffieldtesthavebecometheimpedimentstodeterminetheload—transfermodel．Firstly，basedontheexistingtheories，adetail

6、edanalysisofthetoadtransfermechanismofverticallyloadedpileshasbeendevelopedinthispaper．功吼胁ordertob‘eakthelimitationofload·transfermethodwithoutconsideringthesettlementofsoilunderlyingpilebasecausedbyshaftresistance，arevisedload．transfbrmethodisint‘oducedthroughintegratingMindlin’ssolutio

7、nofforceatapointintheinteriorofasemi—infinitesolid．Secondly，inordertoavoidthedisadvantagethatiDad．transfbrmodelmustdependonlargefieldtest，aframeworktodeterminethemodelparametersfromconventionalsoiltestsdatabasbeenestablished．Acompositivemethodofcalculatingload．transfermod