基于ABAQuS的变刚度布桩复合地基沉降性状研究

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天然地基和均匀布桩复合地基的初始竖向支承刚度是均匀分布的,当设置于其上的基础受均布荷载作用时,地基基础会出现内大外小的碟形沉降变形。在框一筒、框一剪等上部结构荷载不均的结构形式中,采用常规设计概念处理地基基础,这种差异沉降就会更加明显。而差异沉降对结构物的可靠性又有很大影响,于是采用怎样的方法,能够合理的调节结构物的差异沉降,就变得非常重要。因而本文基于前人所提出的变刚度调平设计的概念,提出了变刚度布桩复合地基的人工地基处理思路。考虑采用有限元数值模拟的方法分析其沉降性状,考察影响其沉降量的相关因素。   本文首先介绍了变刚度调平设计的相关概念和现有理论基础。然后对ABAQUS有限元程序应用于复合地基模拟的相关问题进行了探讨,解决了初始地应力的平衡方法、桩土接触处理和材料定义等问题。   本文通过ABAQUS有限元程序建立三维非线性有限元模型,分别模拟了天然地基上支撑板、局部布桩复合地基和变桩距满堂布桩复合地基受力变形性状。   通过对比分析,可知在框一筒、框一剪等结构下采用局部布桩复合地基或变桩距布桩复合地基可以有效地减小基础差异沉降,降低差异沉降对基础和上部结构的危害。本文同时分析了不同筏板厚度、不同褥垫层模量、不同褥垫层厚度、不同桩身弹性模量、不同桩间土变形模量和不同桩端土变形模量等参数作用下变刚度布桩复合地基的沉降性状,考察相关参数变化对变刚度布桩复合地基沉降性状的影响,以期为工程实践提供参考。  
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