静压刚性长短桩复合地基承载性状研究

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长短桩复合地基是我国土木工程界近年来在实践中逐渐发展的一种新型地基处理形式。工程实践证明这种新型复合地基在减小基础沉降,协调地基承载力与变形关系方面具有较好的技术经济效益。由于长短桩复合地基的构造复杂,目前的理论研究还明显地落后于工程实践的发展,尚未形成较完善的设计理论和计算方法。因此,要安全地推广应用和不断发展这种新型复合地基技术,有必要对其承载性状进行系统研究。本文研究主要基于复合地基和桩基理论提出一套完整的分析方法,并运用试验方法、力学计算以及有限元法等综合手段,对静压刚性长短桩复合地基的承载性状进行分析,以期进一步完善和发展这种新型复合地基的设计理论和计算方法,从而更好地指导工程实践。通过现场静压刚性长短桩4桩复合地基的静载荷试验和力学计算以及有限元法模拟分析,深入研究了静压刚性长短桩复合地基承载性状的影响因素和变化规律,将其与等长桩复合地基进行对比,得出如下研究结论:1)在静压刚性长短桩复合地基中,随着荷载增加,桩间土和桩顶应力均近似呈线性增大,桩顶应力大于桩间土应力。在相同地质条件下,长短桩复合地基中长桩桩顶应力比短桩桩顶应力增长较快。刚性基础下长短桩复合地基桩土应力比大于柔性基础下长短桩复合地基桩土应力比。2)静压刚性长短桩复合地基沉降变形小于短桩复合地基沉降变形。刚性长短桩复合地基在减小地基沉降和提高地基承载力方面具有明显的技术优势。3)在静压刚性长短桩复合地基中,刚性基础和柔性基础对复合地基整体受力变形状态产生不同影响。刚性基础下,复合地基受力变形以长桩为主导,随后带动短桩和桩间土协调变形,长桩能充分发挥其承载力;柔性基础下,复合地基受力变形以桩间土和短桩组成的复合桩间土为主,随后协同长桩受力沉降。加载过程中,复合桩间土承载力发挥程度较高。4)桩项上刺入变形随荷载增加而增大,同时使荷载向刚性桩进一步集中,导致桩土应力比成正比例增加。
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