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《剛性長短樁復合地基長短樁相互作用機制的試驗研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、剛性長短樁復合地基長短樁相互作用機制的試驗研究-->1緒論1.1研究背景隨著經(jīng)濟、技術(shù)的發(fā)展，建筑用地的日益短缺，高層、超高層建筑日趨增多。上部荷載的增加，對地基承載能力及沉降的控制要求也逐漸增高。長短樁復合地基作為一種新型的地基處理形式，充分利用了樁間土的承載力，降低了工程造價，備受學者的關(guān)注。復合地基與傳統(tǒng)樁基的最大區(qū)別在于復合地基中樁與土體共同承擔荷載。復合地基從二戰(zhàn)以后，開始在工程上采用，近年來，復合地基的應(yīng)用也越來越多。不同的時代背景、施工工藝、建筑材料、建筑規(guī)格等造就了復合地基形式的不
2、斷改進與發(fā)展。復合地基有很多形式，包括CFG樁復合地基、混凝土樁復合地基、長短樁復合地基、碎石樁復合地基、攪拌樁復合地基等。目前，很多學者通過對剛性基礎(chǔ)或柔性基礎(chǔ)下，樁體采用剛性樁或柔性樁的復合地基形式進行了大量的研究，也得出了很多寶貴的結(jié)論。中國建科院、同濟大學及鄭州大學等院校科研機構(gòu)采用理論分析、模型試驗和數(shù)值模擬等方法對樁與土的發(fā)揮系數(shù)、承載性狀研究做了大量的工作。但是對于剛性基礎(chǔ)下剛性長短樁復合地基，長樁與短樁間的相互作用機制的研究較少。本文采用室內(nèi)模型試驗的方法，對長樁與短樁間相互影響進
3、行了試驗研究，旨在為復合地基承載性狀提供試驗數(shù)據(jù)支持。..........1.2剛性長短樁復合地基研究現(xiàn)狀A(yù)lamgir等（1996）[1]假定樁和樁間土均為線彈性體，分析了柔性基礎(chǔ)下端承樁復合地基，選擇合適的典型單元體變形模式，該典型單元體側(cè)面剪應(yīng)力為零，另考慮樁土界面位移協(xié)調(diào)條件，通過分析樁與樁間土的平衡關(guān)系給出了柔性基礎(chǔ)下端承樁復合地基中附加應(yīng)力和沉降計算的解析解。牛順生（2006）[2]通過深入分析各種樁體復合地基承載力的計算方法，得到了長短樁復合地基承載力的計算方法；在Geddes法的基
4、礎(chǔ)上，根據(jù)復合地基樁側(cè)摩阻力分布的特點，利用Mindlin解和Boussinesq解導出了樁端下臥土層頂面的附加應(yīng)力計算公式，并提出了沉降計算方法。李秀（2006）[3]在長樁、短樁、褥墊層承載機理的基礎(chǔ)上，根據(jù)三者的協(xié)同作用，在一定的假設(shè)下，建立了組合樁復合地基樁土荷載傳遞的微分方程，推導出樁、土分擔荷載的解析解，并通過MATLAB進行驗證，表明此種方法與已有的研究結(jié)果有較好的相似性。曹明，陳龍珠，陳勝立等[4]（2007）采用積分方程法推導出第二類Fredholm積分方程，計算出樁樁、樁土、土
5、土之間的相互作用系數(shù)，并用疊加原理驗證了該方程的正確性。郭院成，李明宇[5]（2009）通過分析柔性基礎(chǔ)下長短樁復合地基中樁頂褥墊層內(nèi)受力分布，建立了力學模型理論，推導出柔性基礎(chǔ)下剛性長短樁復合地基樁土應(yīng)力比的解析公式。將柔性基礎(chǔ)下長短樁4樁現(xiàn)場靜載試驗測得的樁土應(yīng)力比結(jié)果與推導出的公式進行了對比驗證。結(jié)果表明，該公式有很好的工程適用性。并得出結(jié)論：該條件下的樁土應(yīng)力比與上部荷載的大小、褥墊層的厚度呈正比，同樁徑成反比。曹明，陳龍珠，陳勝立[6]（2011）利用樁-樁、樁-土、土-土之間的相互作用
6、系數(shù)，建立了一種分析單樁沉降以及各樁荷載分擔比的方法。此種方法將相互作用的兩根樁分解為兩根虛擬樁和半空間無限土體，很好的考慮了樁的“加筋效應(yīng)”。因不對群樁進行整體分析，計算率較高，具有一定的工程應(yīng)用前景。詹祥元[7]（2012）對長短樁復合地基的沉降變形規(guī)律和影響因素進行了深入探討，歸納了長短樁復合地基沉降優(yōu)化設(shè)計思路。研究表明：在進行沉降控制設(shè)計時，在滿足地基承載力的條件下，長樁長度和長短樁長度比是影響復合地基總沉降的關(guān)鍵。張明飛[8]（2012）對“非線性變形模量法”進行了一些改進，提出了一種
7、新的長短樁布置形式，即短樁頂部不設(shè)置墊層。將此新形式與傳統(tǒng)布樁形式進行對比，發(fā)現(xiàn)除正常滿足承載力和沉降要求之外，也節(jié)省了14%的樁，該方法具有一定的工程實用性。......2剛性長短樁復合地基靜載試驗2.1引言剛性長短樁復合地基自開始在工程上應(yīng)用以來，已進行了大量的試驗研究。對樁承載力發(fā)揮度、樁身軸力、樁側(cè)摩阻力、樁土應(yīng)力比、樁土荷載分擔比等進行了研究。近年來，對群樁的整體空間效應(yīng)，也開始有了現(xiàn)場試驗研究。群樁的數(shù)量對試驗結(jié)果有很大影響，由于復合地基試驗所消耗的時間、人力、物力都非常大，試驗時具體
8、采用多大規(guī)模的復合地基是一個難題。原位試驗中，樁長一般大于10m，對于樁身軸力的測量、樁端壓力量測設(shè)備的布置都存在一定困難。為進一步探求長樁與短樁間的相互作用機制，進行一系列室內(nèi)大比例縮尺試驗。.........2.2試驗內(nèi)容根據(jù)本文的研究內(nèi)容，模型試驗包括1組長樁單樁、1組短樁單樁、1組長樁單樁復合地基、1組短樁單樁復合地基、1組4樁長短樁復合地基共5組靜載荷試驗。試驗中，利用微型土壓力盒、鋼筋應(yīng)變計、混凝土應(yīng)變片、位移計分別對樁頂、樁間土、樁端的壓應(yīng)力和樁身應(yīng)變、樁頂沉降進行了
