一种层状地基上板土共同作用的数值分析方法

提出了一种层状地基上板土共同作用的数值方法。这种方法很容易推广到Ｇｉｂ－ｓｏｎ土和横观各向同性地基的情况，其计算量比直接进行三维有限元分析的计算量小得多。采用迭代法使解题规模扩大。整个计算能在微机上实现。

分数阶黏弹性饱和地基与板的共同作用

基于层状分数阶黏弹性横观各向同性饱和地基的固结解答,采用边界元法与有限元法耦合的方法,探讨板与黏弹性饱和地基的共同作用。首先基于Mindlin中厚板理论,得到板的总刚度矩阵方程;随后引入分数阶黏弹性饱和地基的精细积分解答,获得地基柔度矩阵方程;最后利用板-土协调条件,得到黏弹性饱和地基与板共同作用的解答。与已有文献对比,验证了本文解的正确性,并讨论黏弹性饱和地基参数和地基加固深度等因素对筏板与地基共同作用的影响。

考虑侧阻分布特征的桩-土-筏板共同作用研究

基于桩基中的Mindlin-Geddes应力解,并结合Mindlin板单元有限元理论,提出了考虑侧阻分布特征的桩-土-筏板共同作用的计算方法。其中对于桩侧阻力按设计桩侧阻力分布或实测桩侧阻力分布条件下利用分段积分法进行计算。由于计算方法考虑了桩侧阻分布特征,因而其计算模型更接近实际状态,同时,该方法能够解决变厚度和变刚度板的计算以及变截面桩的计算,这将使得其适用范围更为广泛。通过对算例和工程实例的计算和对比分析,得出桩侧阻力分布越接近桩顶则桩顶的沉降量越小,这一特点说明侧阻力分布的改变可以引起基桩刚度的改变,因此可以利用这一特性进行桩筏基础设计中变刚度调平设计。分析认为,通过调整桩型或采取后注浆等措施,可以改变桩侧阻力分布形态,从而调整和优化桩筏基础的沉降及其分布。

固结和流变的饱和土—筏板—单桩共同作用分析

根据Biot固结理论,采用Laplace和Hankel变换方法得到了半空间饱和土表面和土体内受垂直环形载荷作用下的变换域内基本解.再根据虚拟桩法,得出了土—筏板—桩的第二类Fredholm积分方程.求解积分方程并进行相应的数值逆变换可得单桩的变形、轴力、孔压以及筏板与土的接触正应力随时间的变化情况.数值结果表明:随着土体的逐步固结与流变,筏板与土的接触正应力将减小,而桩所分担的荷载比例增加;同时桩周孔压逐步消散;桩身位移随着时间的推移会增大.

考虑固结和流变的土-单桩-筏共同作用研究

利用Biot固结理论和积分方程研究了考虑流变的饱和土–单桩–筏的共同作用问题,首先应用积分变换方法得出了半空间表面作用环形荷载时的基本解、基于半空间表面作用环形荷载的基本解、半空间表面作用圆形荷载的基本解以及桩–土、筏板–土变形协调条件得出了饱和土–单桩–筏板共同作用在时间域内的第二类Fredholm积分方程。运用Laplace变换对上述积分方程进行简化,求解积分方程并进行相应的数值逆变换即可得单桩的位移、轴力、孔压以及筏板与土的接触正应力随时间的变化情况。

某续建工程桩筏基础内力与变形特性分析

根据某续建工程桩筏基础加固方案的设计实践,利用ABAQUS软件建立了具有代表性的筏板-桩-土共同作用的三维有限元分析模型,分析了补桩桩长、补桩桩身强度和加固筏板厚度对桩筏基础的内力及变形特性的影响。分析结果表明:补桩桩长对筏板的沉降、弯矩均有较大的影响;补桩桩身强度对筏板沉降及原有桩的桩顶反力影响较小;加固筏板厚度的增大对筏板调节差异沉降和均衡原有桩筏系统内力有利,但同时也会导致整个筏板的自重增大、沉降增大。将桩顶反力和筏板应力的数值计算结果与实测结果进行了比较分析,两者较为吻合。