基于桩土相互作用的数值分析与计算机模拟

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1、辽宁工程技术大学硕士学位论文桩土相互作用的数值分析与计算机模拟姓名：赵伟申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：张向东2002.12.1辽宁工程技术大学硕士学位论文摘要本文利用有限元与边界元耦合的方法求解桩土相互作用问题，充分利用两种数值计算方法的优点，对确定桩土相互作用计算模型是一次有益的尝试；同时建立了群桩相互作用的数学模型，并利用有限元分析软件ANSYS建立其力学模型，在均质土体中取得了与传统解答较好的～致性，从而为拓展利用本文所述建模方法，解决群桩作用机理研究中难以处理的土体成层、非均质等性质，提供了有力的根据；最后，以辽工大实验馆地基土实测资料为例，利用本文建模

2、方法，求解出承台与桩的蕉垫坌塑些，对安全、经济地进行群桩基础设计具有重要指导作用和应用价值。／“／关键词：有限元；边界元；／√耦合；桩基础；承载力_)(辽宁工程技术大学硕士学位论文ABSTRACTThisarticleusesthemethodofcouplingfiniteelementandboundaryelementtosolveth．emutualaffectofpile--soil．Ittakesgooduseofthesetwonumericalcomputationmethodsmeritsanditisvaluablefordefinitingthecom

3、putationmodelofpile--soil；Atthesametime，itbuildsthecomputationmodelofcompoundpilefoundationandusesthesoftwareANSYSwhichisaboutfiniteelementtobuildthemechanicsmodel．Inregularqualitysoil，theresultworkedbythiswayhasgoodunanimitywithtraditionalresults，SOitappliesUSstrongevidenceforusingthewayw

4、hichthisarticletellsUStosolveproblemswhichisdifficulttohandleincompoundpilefoundation，suchasirregularquality,layerqualityofthesoil．Atlast，takingfoundmionsoil’smeasuringdataofLiaoNingtechnologyuniversity’stestbuildingforexampleandusingthewaythisarticletellsUStobuildcomputionmodule，wesolveth

5、esharingrationofpileandloadingboard．Ithasinstructionaleffectandappliedvaluefordesigningthecompoundpilefoundationsafelyandeconomically．Keywords：finiteelement；boundaryelement；couple；compoundpilefoundmion；carryingcapacity!三主娶!垫查查堂婴．!兰竺笙奎1绪论1．1综述桩基础是人类在软弱地基上建造建筑物的一种创造，是最古老、最基本的一种基础形式。在西安半坡村遗址，

6、人们可以看到先人将树杆插到松软土中以支承原始形态的建筑物，这可能是人类最早使用木桩的记录。20世纪初，在上海建造的国际饭店、锦江饭店等20层左右的标志性建筑物时采用了约10m长的木桩；到20世纪末，经过近百年的发展，上海建造的88层金茂大厦采用了约80m长的钢管桩。从木桩到钢管桩，从10m到80m，展示了桩基础技术发展的轨迹，标志着20世纪我国桩基础技术的巨大发展。桩基础可以采用不同的材料(木、钢筋混凝土、钢材)，不同的截面(方形、圆形、空心、实心)和不同的成桩方法(预制、现场灌注、打入法、压入法)，可以支承在不同的土层上，可以作为各类工程结构物的基础(建筑物的低桩承台，桥

7、梁或码头的高桩承台)。因此，桩基础的特性各不相同，承载力相差悬殊，施工工艺和设备极其多样。桩基技术发展空间相当广阔，成为地基基础领域中一个非常活跃的、具有很强生命力的分支领域。近50年来，出现了许多新的桩型、新的工艺、新的设计理论和新的科技成果，成为我国工程建设的有力支柱。1．2桩基础的作用特点(1)桩支承于坚硬的(基岩、密实的卵砾石层)或较硬的(硬塑粘性土、中密砂等)持力层上，具有很高的竖向单桩承载力或群桩承载力，足以承担高层建筑的全部竖向荷载(包括偏心荷载)。如深圳国际贸易中心大厦，筒中筒结构，50层，高160