剛-柔性長短樁加固地基可以充分發(fā)揮各樁型的優(yōu)勢,是一種新型的復(fù)合地基。為完善此類復(fù)合地基的固結(jié)理論,給出了瞬時加載條件下懸浮剛-柔性長短樁復(fù)合地基的固結(jié)方程,基于成層地基一維固結(jié)理論建立了相應(yīng)的固結(jié)解析解。將固結(jié)度解析解與有限元解進行比較,驗證了解析解的合理性和有效性。利用建立的解析解進行參數(shù)分析,研究了復(fù)合地基的固結(jié)特性,結(jié)果表明:懸浮剛-柔性長短樁復(fù)合地基的固結(jié)度隨長樁長度的增加而增大;當下臥層為中低壓縮性土?xí)r,復(fù)合地基固結(jié)度隨長樁壓縮模量的增加而增大;長、短樁置換率、短樁長度和壓縮模量的變化對復(fù)合地基固結(jié)度的影響很小;懸浮剛-柔性長短樁復(fù)合地基的固結(jié)度隨下臥層土壓縮模量的增加而增大,隨長、短樁共同加固區(qū)樁間土壓縮模量的增加而減小;僅長樁加固區(qū)樁間土壓縮模量的變化對復(fù)合地基的固結(jié)度沒有影響。 

【文章來源】：建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2020,41(11)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

固結(jié)模型

采用有限元軟件ABAQUS進行算例有限元固結(jié)分析。利用對稱性,取長方體典型單元體建立復(fù)合地基有限元固結(jié)分析模型。有限元分析中復(fù)合地基表面設(shè)置厚度0.4 m的混凝土板近似模擬剛性基礎(chǔ)。為便于網(wǎng)格剖分,有限元模型中將圓形截面的樁換算成等面積的方形樁。長短樁和混凝土板采用8結(jié)點六面體單元(C3D8)模擬,樁間土采用8結(jié)點應(yīng)力-孔壓耦合單元(C3D8P)模擬。單元總數(shù)14 112個,節(jié)點總數(shù)16 425。有限元網(wǎng)格劃分如圖2所示。各材料均為線彈性模型,混凝土板的彈性模量和泊松比分別為21 GPa和0.16,長、短樁和復(fù)合地基中地基土的彈性模量E可由其壓縮模量E1和泊松比μ按E=(1+μ)(1-2μ)E1/(1-μ)[24]近似換算。有限元模型中4個豎直邊界面的法向位移受到約束,底部邊界的水平和豎向位移都受到約束。4個豎直邊界面和底部邊界面均不排水。復(fù)合地基表面為自由邊界,排水。均布荷載p=100 kPa瞬時施加。圖3給出解析解和有限元解獲得的懸浮剛-柔性長短樁復(fù)合地基平均固結(jié)度Us隨無量綱時間因數(shù)Tu(Tu=cv1t/H2,cv1=Es1kv1/γw)變化曲線的比較。從圖3可以看到,本文固結(jié)度解析解與有限元計算結(jié)果較為接近,有限元解略小于解析解,二者之差的絕對值最大不超過6%。算例分析表明,本文解析解具有足夠的計算精度。

圖3給出解析解和有限元解獲得的懸浮剛-柔性長短樁復(fù)合地基平均固結(jié)度Us隨無量綱時間因數(shù)Tu(Tu=cv1t/H2,cv1=Es1kv1/γw)變化曲線的比較。從圖3可以看到,本文固結(jié)度解析解與有限元計算結(jié)果較為接近,有限元解略小于解析解,二者之差的絕對值最大不超過6%。算例分析表明,本文解析解具有足夠的計算精度。3 復(fù)合地基固結(jié)特性的參數(shù)分析

【參考文獻】：
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