刚_柔性桩复合地基变形特性有限元分析

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1、第29卷第4期岩土力学Vol.29No.42008年4月RockandSoilMechanicsApr.2008文章编号：1000－7598－(2008)04－937－06刚-柔性桩复合地基变形特性有限元分析1112朱奎，徐日庆，郭印，周鹏飞（1.浙江大学，杭州310027；2.温州大学，浙江温州325000）摘要：在现场试验基础上对条形基础下刚-柔性桩复合地基进行有限元模拟分析。着重讨论了褥垫层、承台、刚性桩、柔性桩等的参数变化对刚-柔性桩复合地基沉降特性的影响。结果表明，复合地基沉降随着褥垫层厚度减小而减小，随着褥

2、垫层模量增加而减小，承台厚度增加有利于减少差异沉降，刚性桩是控制沉降的主要构件，柔性桩桩长增加可以减少差异沉降。分析结果为刚-柔性桩复合地基的优化设计提供理论基础。关键词：刚-柔性桩复合地基；有限元；沉降；优化设计+中图分类号：TU470.3;TB115文献标识码：AFiniteelementanalysisofdeformationcharacteristicsofcompositefoundationwithrigid-flexiblepiles1112ZHUKui,XURi-qing,GUOYin,ZhouPen

3、g-fei(1.ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China;2.WenzhouUniversity,Wenzhou325000,China)Abstract:Compositefoundationwithrigid-flexiblepilesunderstripfoundationisanalyzedbymeansoffiniteelementmethodonthebasisoffieldtest．Theinfluentialfactorsincludingcushion,cap,r

4、igidpileandflexiblepileondeformationcharacteristicsofcompositefoundationwithrigid-flexiblepilesarestudiedsystematically.Theresultsindicatecompositefoundationsettlementreductionalongwithcushionthicknessreductionandmoduleincrement,capthicknessincrementisadvantageo

5、ustodifferentialsettlementreduction,rigidpileismaincomponenttocontrolsettlement;flexiblepileincrementcanreducedifferentialsettlement.Theseconclusionsarehelpfulforoptimumdesign.Keyword:compositefoundationwithrigid-flexiblepiles;finiteelementmethod;settlement;opti

6、mizationofdesign褥垫层物理模型采用Drucker-Prager模型；几何模1引言型采用三维实体模型。分析对象为条形基础下刚-刚-柔性桩复合地基是指通过刚性桩、柔性桩柔性桩复合地基，计算模型平面图见图1。刚-柔性和桩间土体变形协调共同承担荷载作用的复合地桩复合地基中共有刚性桩9根、柔性桩12根。为了基。为了研究刚-柔性桩复合地基的特性，在温州地减少计算机计算强度，利用对称性原理取实际模型区开展了较系统完整的足尺试验，但受试验条件限的1/4进行有限元分析计算。有限元计算模型平面制，不可能对每个不同参数进行试

7、验[1-2]。在现场试图如图2所示，底部和四周为固定铰支撑，对称面验成果的基础上，采用大型有限元分析软件ANSYS为竖向活动支撑。本文采用8节点的六面体单元，对刚-柔性桩复合地基进行计算机仿真分析，总结其即Solid45。由于该单元是以六面体出现（退化的可变化规律，以指导刚-柔性桩复合地基的设计和施以是五面体和四面体），所以要求模型形状以方形工。为好，故将圆截面桩按等面积代换成正方形桩，土层简化为3层，各土层的有限元计算指标可根据现2模型参数的取值场实测值及勘察报告中的压缩指标试算得到。有限[2]本文工程原型为温州西堡

8、锦园工程。有限元元分析基本参数均来源于温州西堡锦园工程，具体分析中桩、承台和物理模型采用线弹性模型，土和如下：刚性桩长度为44m，直径为500mm，变形收稿日期：2006-03-21基金项目：浙江省建设厅科研项目（No.20050568）；温州市科技技术局资助社会发展项目（No.S2005A013）；温州市瓯海区科技技术局资助社会