考虑固结影响的桩筏-地基共同作用弹塑性分析

为深入探讨桩筏基础的工作机理及其与地基的共同作用效应,应用Biot固结理论与有限元法,对于地基土采用基于Mohr-Coulomb破坏准则的理想弹塑性模型,对桩筏基础与地基共同作用问题进行了弹塑性耦合固结有限元数值分析.计算表明地基固结作用对桩筏基础-地基共同作用体系的受力变形特性具有显著的影响,桩筏基础的受力变形特性的时间变化特征依赖于下卧土层中超孔隙水压力的变化特征和桩基长度等基础特性,并随着时间的发展而最终达到稳定状态.因此,在桩筏基础上结构的工程设计中应合理地考虑地基固结效应.     

结构-地基共同作用体系时间效应三维分析

为探讨三维完全共同作用体系的时间效应特征,基于Biot固结理论,采用Mohr-Coulomb理想弹塑性模型,采用Biot固结耦合方程,对结构-地基完全共同作用体系进行了三维有限元数值分析.计算与分析表明:地基固结作用所引起的上部结构内力调整较为明显,结构自身荷载分担比例随时间不断发生变化调整.同时,上部结构刚度情况的改变对共同作用体系的时间效应的影响亦较为显著,并存在有限性.当地基渗透性较差时,此种效应持时较长,并与下卧层超孔隙水压力随时间变化的特征紧密相关.因此,在工程设计与分析中应全面地考虑完全共同作用下的时间效应和上部结构刚度的贡献.     

筏板基础在共同作用下的静力效应研究

在实际工程中上部结构、基础同地基是一个统一的有机整体,三者相互联系、相互影响,在共同作用下不同地基条件对基础与上部结构的内力和变形有很大的影响。本论文基于共同作用理论进行了地基、筏板基础和巨型框架结构共同作用力学机理分析,详细论述了力学数值模型特性,并利用有限元分析法进行算例数值计算,得出砂卵石地基对筏板的罚刚度较大,使得筏板在上部结构作用下应力分布不均匀,同时造成上部结构边柱内力较小,而软弱地基对筏板的罚刚度较小,筏板发生了整体弯曲变形,上部框架中产生了不可忽略的次应力,造成上部结构边柱内力较大。本论文所得结论对工程分析与设计提供参考。     

考虑排桩支护影响的高层建筑复合地基沉降分析

针对支护结构对高层建筑地基基础沉降变形分布特征的影响,利用有限元数值模拟手段,建立考虑排桩支护结构影响的复合地基基础的三维模型,以地基基础差异沉降为控制指标,以改变地基变形模量来描述地基支承刚度的空间变化,讨论排桩支护结构存在条件下,复合地基支承刚度空间变化对地基基础沉降等值线分布规律的影响.研究表明,排桩支护结构对地基基础沉降变形分布特征有明显影响,复合地基基础基于差异沉降控制的空间变刚度设计需考虑支护排桩的作用效应.研究成果对减少建筑物基础边缘部分桩、降低基础差异沉降,有效改善筏板和上部结构次应力具有一定的理论指导意义.     

基于共同作用下筏板基础的力学机理研究

砂卵石土由于其优良的工程特性而在高层建筑中逐渐开始应用,同时,其上部结构、基础同地基是统一的有机整体,若设计再沿用传统的设计理念,不考虑上下部的相互作用则不甚合理。本文以结构刚度凝聚法理论进行上部结构力学机理分析,并将上部结构所有刚度和荷载凝聚于基础上;其次,基于动三轴试验建立砂卵石地基模型;最后,详细分析筏板的各种计算模型,在工程实例有限元数值计算基础上进行共同作用分析,重点归纳了砂卵石地基上各种筏板计算模型的内力和变形特征。     

上部结构-桩筏基础-地基相互作用有限元分析

为了研究结构-桩-土的相互作用,利用有限元程序对上部结构-桩筏基础-地基相互作用体系建立了三维有限元分析模型.通过计算分析并与常规设计作了比较,对两种情况下上部结构的内力变化作了探讨.结果表明:筏板发生"盆型"变形,上部结构的梁、柱内力都发生了重分布:即四个角柱轴力增大,边柱和内部柱都出现卸荷现象;柱端弯矩最大值和梁端弯矩最大值都出现在最底层.计算中土体、桩、筏、结构等材料都取弹性范围分析.     

桩—筏（梁）基础设计中地基反力的确定方法

桩—筏(梁)基础设计时，筏板(梁)底部的地基反力的确定是十分关键的，它不仅受到上部结构的刚度影响，还受到地基土的固结度随着时间的增长而不断变化及地基刚度的时效性等的影响，设计时其计算模型的建立又和桩—筏(梁)的刚度有关。根据地基土在桩—筏(梁)基础的作用下的实际受力状况，结合工程实例，提出桩—筏(梁)基础设计时简化计算的3种模型及3种型使用时的注意事项。     

复合地基基础空间变刚度调平设计方法的数值模拟

基于地基基础支承刚度与上部荷载分布特征相对应的原则,考虑地基中的应力场、应变场的分布,对地基基础的空间变刚度设计方法进行了数值分析.建立复合地基基础的三维有限元模型,以地基变形模量的变化来反应地基的支承刚度的空间变化,讨论地基支承刚度空间变化时,基础沉降等值线的分布规律,验证了地基基础空间变刚度对减少基础沉降差,改善建筑结构的受力模式,减小筏板内力和厚度、降低上部结构次应力具有显著效应.     

水平荷载作用下上部结构-基础-地基的三维有限元分析

为了研究水平荷载作用下上部结构-基础-地基共同作用的问题,对整个结构进行三维有限元数值模拟,建立了水平荷载作用下高层框架结构-桩筏基础-地基共同作用分析模型。针对一具体结构进行研究,采用共同作用方法分析了上部框架结构的水平位移和底层柱的内力,并与常规方法进行比较;同时研究了桩径的变化对上部结构水平位移的影响。通过分析对比,得出有益的结论,供工程设计参考。     

上部结构,基础和地基共同作用分析的一种新方法

上部结构、基础和地基共同作用是结构工程和岩土工程的重要研究课题。自人１９４７年梅体育运动人提出框架结构与地基的共同作用概念以来，国内外尝得做了大量的工作取得了许多研究成果。但如模型的选取、计算工作量等需要得到解决本文中上部结构用三维子结构方法进行了分析；基础和为弹性地基上的板，用边界是元方法分析；地基效应归并到筏板基础的微分方程中考虑。这样通过子结构方法和边界元方法联合，可以大大减少计算工作量，合     

上部结构与土体共同作用的影响因素

采用通用有限元软件ANSYS,建立了框架结构、筏基和土体共同作用的分析模型,分析了上部结构尺寸、筏板基础刚度、地基土材料对共同作用体系的影响．通过比较共同作用的分析方法与常规计算方法的结果,研究了结构体系在外荷载作用下,各组件之间的内在联系,得到了地基沉降、反力的分布,以及基础和上部结构的内力变化规律．共同作用的分析结果符合工程实际,最后提出了一些设计建议．     

软土地区单层钢结构厂房的地基变形作用效应的控制

1目前对地基变形作用控制的现状 在建筑物的上部结构、基础和地基三者中，地基对 建筑物的作用效应具有更重要的意义.由于岩土工程 中存在着大量的不确定因素，一般来讲，地基变形是永 远也不会结束的.随着外界因素的变化(地壳运动、地 下水位变化、邻近区域地面或地下施工等的     

考虑工程桩存在的深基坑变形影响因素分析

在考虑基坑内工程桩存在的前提下,采用有限元法分析不同的地连墙深度、地连墙刚度和土体刚度对基坑变形的影响,并与不考虑工程桩存在的情况作比较．研究结果表明,土体刚度对基坑变形的影响最显著,工程桩的存在会对基坑变形、支护结构内力产生一定的影响,在深基坑工程的设计和研究中不应忽略工程桩的影响．     

土-结构相互作用1∶4钢框架-筏板基础模型激振试验研究

为了了解土与结构的相互作用,在土槽中进行1：4钢框架的激振试验,试验通过改变上部结构刚度,分别输人高斯白噪声测自振周期,EL波和Taft波研究其动力反应及土体对上部结构的减震效果,与有限元软件SAP2000模拟刚性地基上的钢框架做动力反应分析对比,发现自振周期有一定差异,上部结构刚度越大附加周期越大,附加周期最大值达到0．22s。土体对钢框架有一定的减震效果,这种减震效果主要跟上部结构刚度变化有关,由于土一结构相互作用,钢框架在土槽中激振时顶层加速度峰值比在刚性地基上激振时减小,折减系数达0．661,而顶层位移峰值则增大。     

流固耦合的多元结构深厚覆盖层透水地基的力学特性

深厚覆盖层多元结构坝基在渗流过程中各土层力学差异明显,分析时关注的具体问题也不尽相同,需要深入研究。基于比奥固结理论,考虑土体的非线性流变以及土体固结变形过程中孔隙度、渗透系数、弹性模量及泊松比的变化;借助ADINA流固耦合模块来模拟西藏达嘎水电站坝基渗流场与应力场耦合过程,分析各层力学特性及相互作用。研究表明,透水性较强的表层土体是渗流主要通道,也是渗流进出区和沉降变形体现区,应在上游采取措施提高其压缩模量,下游区域增设反滤层和排水设施;坝基中的粉细砂层是坝基沉降的主要原因,对坝基沉降起主导作用,同时应注意其液化特性对坝基的不利影响;坝基中的承压含水土层对下游上部结构产生向上顶托力,若位置较深,则破坏性较小;坝基深部土层对整个坝基的渗流破坏影响较小,但对沉降和渗流量的影响不可忽视;表层砂卵砾石层和粉细砂层的渗透系数相差较小时,土层间不会发生接触冲刷。此外,还发现坝基孔隙水压力在快速衰减阶段被消散,期间土体固结较快。垂直防渗墙能有效降低渗透坡降和渗流量,将坝基沉降变形控制在防渗墙上游区域,但上游坝基变形对防渗墙产生较大的水平推力,应加大防渗墙尺寸或者采用辅助渗控措施。     

超载卸除后地基变形的研究

本文探讨了在不同超载情况下土体变形的室内试验规律,旋出了计算超载预压地基变形的方法。该方法综合考虑了土体的主固结变形、吸水膨胀变形、回胀变形和次固结变形,其计算结果与试验实测值吻合尚好。 研究表明,卸去超载前地基的平均固结度和超载比是决定卸载后地基残余变形的关键因素,文中提出了有效应力面积比的概念以综合反映这两个因素的影响。本文建议采用有效应力面积比作为堆载预压设计和卸载决定的根据。文章最后简要报告了在宁波机场工程软土地基处理实践时应用本文研究成果的情况。     

地基基础与上部结构共同作用若干问题的探讨

：研究地基基础与上部结构共同作用中矩阵方程的优化和各种地基模型的位移矩阵方程的建立;对桩箱和桩筏基础情况下的共同作用提出了可行的分析方法,并将实测结果与理论分析结合起来,讨论其共同作用的机理。     

筏板基础刚度取值对其承载性状影响的数值分析

为了分析刚度大小对筏板基础承载性状的影响,采用FLAC3D有限差分软件建立了筏板基础、地基土相互作用的计算模型。在保持模型其他参数不变的前提下,通过改变筏板基础的刚度,进行了8种数值模拟计算,得到了筏板基础最大竖向应力、最大沉降量、沉降差等的变化规律;分析了上部结构群柱效应对筏板基础最大竖向应力及最大沉降量的影响。计算结果表明:当筏板基础的沉降量偏大,且不满足规范要求时,通过提高筏板基础刚度的方法以降低基础沉降量存在一个刚度上限值。当筏板基础刚度达到这个上限值时,增加基础刚度对于降低沉降量的效果不再明显。此外,如果筏板基础的不均匀沉降过大,通过增大基础刚度的方法会取得理想的效果。降低基础沉降的刚度上限值与调整不均匀沉降的刚度取值并不相等,两者之间存在一个最佳刚度取值,在工程设计时需要综合考虑其变形和经济效益。考虑群柱效应对筏板基础最大竖向应力的影响是很小的,但不考虑群柱效应的影响,将会高估筏板基础的最大沉降量。