悬浮刚-柔性长短桩复合地基固结解析解
发布时间：2022-01-20 16:20
刚-柔性长短桩加固地基可以充分发挥各桩型的优势,是一种新型的复合地基。为完善此类复合地基的固结理论,给出了瞬时加载条件下悬浮刚-柔性长短桩复合地基的固结方程,基于成层地基一维固结理论建立了相应的固结解析解。将固结度解析解与有限元解进行比较,验证了解析解的合理性和有效性。利用建立的解析解进行参数分析,研究了复合地基的固结特性,结果表明:悬浮刚-柔性长短桩复合地基的固结度随长桩长度的增加而增大;当下卧层为中低压缩性土时,复合地基固结度随长桩压缩模量的增加而增大;长、短桩置换率、短桩长度和压缩模量的变化对复合地基固结度的影响很小;悬浮刚-柔性长短桩复合地基的固结度随下卧层土压缩模量的增加而增大,随长、短桩共同加固区桩间土压缩模量的增加而减小;仅长桩加固区桩间土压缩模量的变化对复合地基的固结度没有影响。
【文章来源】：建筑结构学报. 2020,41(11)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
固结模型
采用有限元软件ABAQUS进行算例有限元固结分析。利用对称性,取长方体典型单元体建立复合地基有限元固结分析模型。有限元分析中复合地基表面设置厚度0.4 m的混凝土板近似模拟刚性基础。为便于网格剖分,有限元模型中将圆形截面的桩换算成等面积的方形桩。长短桩和混凝土板采用8结点六面体单元(C3D8)模拟,桩间土采用8结点应力-孔压耦合单元(C3D8P)模拟。单元总数14 112个,节点总数16 425。有限元网格划分如图2所示。各材料均为线弹性模型,混凝土板的弹性模量和泊松比分别为21 GPa和0.16,长、短桩和复合地基中地基土的弹性模量E可由其压缩模量E1和泊松比μ按E=(1+μ)(1-2μ)E1/(1-μ)[24]近似换算。有限元模型中4个竖直边界面的法向位移受到约束,底部边界的水平和竖向位移都受到约束。4个竖直边界面和底部边界面均不排水。复合地基表面为自由边界,排水。均布荷载p=100 kPa瞬时施加。图3给出解析解和有限元解获得的悬浮刚-柔性长短桩复合地基平均固结度Us随无量纲时间因数Tu(Tu=cv1t/H2,cv1=Es1kv1/γw)变化曲线的比较。从图3可以看到,本文固结度解析解与有限元计算结果较为接近,有限元解略小于解析解,二者之差的绝对值最大不超过6%。算例分析表明,本文解析解具有足够的计算精度。
图3给出解析解和有限元解获得的悬浮刚-柔性长短桩复合地基平均固结度Us随无量纲时间因数Tu(Tu=cv1t/H2,cv1=Es1kv1/γw)变化曲线的比较。从图3可以看到,本文固结度解析解与有限元计算结果较为接近,有限元解略小于解析解,二者之差的绝对值最大不超过6%。算例分析表明,本文解析解具有足够的计算精度。3 复合地基固结特性的参数分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]多元不排水长短桩复合地基固结解析解[J]. 杨涛,李超,阮一舟. 岩土工程学报. 2017(12)
[2]高速铁路长短桩加固黄土地基模型试验研究[J]. 李善珍,马学宁,田兆斌. 铁道学报. 2016(10)
[3]考虑桩体径竖向渗流的碎石桩复合地基固结解析解[J]. 郭彪,龚晓南,李亚军. 岩土工程学报. 2017(08)
[4]Simplified method for predicating consolidation settlement of soft ground improved by floating soil-cement column[J]. 龚晓南,田效军,胡文韬. Journal of Central South University. 2015(07)
[5]变荷载作用下碎石桩复合地基固结简化分析[J]. 王双,王睿,杨彪,陈征宙. 岩土力学. 2015(01)
[6]多桩型刚性承台下刚性长短桩复合地基载荷试验分析[J]. 周同和,王非,赵宏,高广运. 岩土工程学报. 2015(01)
[7]路堤荷载下刚柔长短桩复合地基承载特性研究[J]. 左珅,刘维正,张瑞坤,张浩,张军辉. 西南交通大学学报. 2014(03)
[8]未打穿散体材料桩复合地基固结简化解研究[J]. 张玉国,孙敏,谢康和. 岩土力学. 2014(05)
[9]CMP与CFG组合型桩复合地基载荷作用特性研究[J]. 李龙起,罗书学,陈麟,冯君,朱明,张宽,薛建成,吴昊. 水文地质工程地质. 2012(06)
[10]考虑桩土侧向变形的复合地基固结解[J]. 卢萌盟,谢康和,李传勋,童磊. 岩土工程学报. 2011(02)
本文编号：3599144
【文章来源】：建筑结构学报. 2020,41(11)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
固结模型
采用有限元软件ABAQUS进行算例有限元固结分析。利用对称性,取长方体典型单元体建立复合地基有限元固结分析模型。有限元分析中复合地基表面设置厚度0.4 m的混凝土板近似模拟刚性基础。为便于网格剖分,有限元模型中将圆形截面的桩换算成等面积的方形桩。长短桩和混凝土板采用8结点六面体单元(C3D8)模拟,桩间土采用8结点应力-孔压耦合单元(C3D8P)模拟。单元总数14 112个,节点总数16 425。有限元网格划分如图2所示。各材料均为线弹性模型,混凝土板的弹性模量和泊松比分别为21 GPa和0.16,长、短桩和复合地基中地基土的弹性模量E可由其压缩模量E1和泊松比μ按E=(1+μ)(1-2μ)E1/(1-μ)[24]近似换算。有限元模型中4个竖直边界面的法向位移受到约束,底部边界的水平和竖向位移都受到约束。4个竖直边界面和底部边界面均不排水。复合地基表面为自由边界,排水。均布荷载p=100 kPa瞬时施加。图3给出解析解和有限元解获得的悬浮刚-柔性长短桩复合地基平均固结度Us随无量纲时间因数Tu(Tu=cv1t/H2,cv1=Es1kv1/γw)变化曲线的比较。从图3可以看到,本文固结度解析解与有限元计算结果较为接近,有限元解略小于解析解,二者之差的绝对值最大不超过6%。算例分析表明,本文解析解具有足够的计算精度。
图3给出解析解和有限元解获得的悬浮刚-柔性长短桩复合地基平均固结度Us随无量纲时间因数Tu(Tu=cv1t/H2,cv1=Es1kv1/γw)变化曲线的比较。从图3可以看到,本文固结度解析解与有限元计算结果较为接近,有限元解略小于解析解,二者之差的绝对值最大不超过6%。算例分析表明,本文解析解具有足够的计算精度。3 复合地基固结特性的参数分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]多元不排水长短桩复合地基固结解析解[J]. 杨涛,李超,阮一舟. 岩土工程学报. 2017(12)
[2]高速铁路长短桩加固黄土地基模型试验研究[J]. 李善珍,马学宁,田兆斌. 铁道学报. 2016(10)
[3]考虑桩体径竖向渗流的碎石桩复合地基固结解析解[J]. 郭彪,龚晓南,李亚军. 岩土工程学报. 2017(08)
[4]Simplified method for predicating consolidation settlement of soft ground improved by floating soil-cement column[J]. 龚晓南,田效军,胡文韬. Journal of Central South University. 2015(07)
[5]变荷载作用下碎石桩复合地基固结简化分析[J]. 王双,王睿,杨彪,陈征宙. 岩土力学. 2015(01)
[6]多桩型刚性承台下刚性长短桩复合地基载荷试验分析[J]. 周同和,王非,赵宏,高广运. 岩土工程学报. 2015(01)
[7]路堤荷载下刚柔长短桩复合地基承载特性研究[J]. 左珅,刘维正,张瑞坤,张浩,张军辉. 西南交通大学学报. 2014(03)
[8]未打穿散体材料桩复合地基固结简化解研究[J]. 张玉国,孙敏,谢康和. 岩土力学. 2014(05)
[9]CMP与CFG组合型桩复合地基载荷作用特性研究[J]. 李龙起,罗书学,陈麟,冯君,朱明,张宽,薛建成,吴昊. 水文地质工程地质. 2012(06)
[10]考虑桩土侧向变形的复合地基固结解[J]. 卢萌盟,谢康和,李传勋,童磊. 岩土工程学报. 2011(02)
本文编号：3599144
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