基于ABAQUS的群桩基础沉降分析

发布时间：2017-10-06 00:19

  本文关键词：基于ABAQUS的群桩基础沉降分析

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【摘要】：近年来,随着我国基本建设的大规模开展,城市化建设加快,为了提高土地的利用率,各种建筑越建越高。由于建筑的增高、荷载的增加,通常可以利用群桩基础来提供稳定的基础形式。群桩因其具有承载力高、整体性强、变形小等优点,现已成为桩基的一种主要形式,专家学者对于群桩基础在荷载作用下受力特性的研究始终被认为是重点、难点。本文首先介绍了群桩基础中的一些概念、类型及沉降机理,分析了影响群桩沉降的因素。其次,介绍了国内外关于群桩基础沉降计算方法的现状,通过分析这些方法,权衡各种方法的利弊,决定采用有限单元法对群桩基础的沉降进行研究分析。最后通过大型有限元软件ABAQUS对群桩基础沉降变形进行数值模拟分析,针对不同荷载等级、不同的桩端伸入持力层深度和不同桩间距三个方面分27种工况对桩端持力层土体沉降量、压缩层厚度、沉降随土层深度变化、同一深度水平面上沉降的变化及沿桩身不同深度的沉降变形进行了详细地对比分析,得出如下规律:1.桩端可压缩土层厚度随荷载的增加线性减小,并得出其关系式。2.改变桩端伸入持力层深度只对部分位置的土体沉降量产生影响,该位置出现在以桩端土层与土体中心线的交点为顶点,锥角为90°的圆锥面上,其他位置影响不大。3.桩身的压缩变形在距桩顶和桩端分别为1/6桩长范围内比较明显,中部2/3的桩体主要为整体沉降;桩间距在4d~4.5d范围内群桩效应显著,桩间距增加到5d时,群桩效应开始减弱。
【关键词】：群桩基础 沉降 有限单元法 ABAQUS
【学位授予单位】：吉林建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU473.1;TU433
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-20
• 1.1 桩基础的发展历史11-13
• 1.2 群桩及群桩效应13-14
• 1.2.1 群桩及群桩效应的定义13
• 1.2.2 群桩的分类13-14
• 1.3 群桩基础的沉降机理14-18
• 1.3.1 群桩基础沉降分类14-15
• 1.3.2 群桩基础的破坏模式15-17
• 1.3.3 群桩沉降性状的影响因素17-18
• 1.4 本文的研究内容及技术路线18-19
• 1.4.1 研究内容18-19
• 1.4.2 技术路线19
• 1.5 本章小结19-20
• 第2章 群桩基础沉降计算方法及研究现状20-34
• 2.1 群桩基础沉降计算方法概述20-29
• 2.1.1 弹性理论法20-22
• 2.1.2 荷载传递法22-23
• 2.1.3 等代墩基法23-26
• 2.1.4 剪切位移法26-28
• 2.1.5 有限单元法28-29
• 2.1.6 其他方法29
• 2.2 国内群桩基础沉降计算方法的研究现状29-31
• 2.3 国外群桩基础沉降计算方法的研究现状31-33
• 2.4 国内外群桩基础沉降计算方法研究现状的展望33
• 2.5 本章小结33-34
• 第3章 ABAQUS有限元软件简介34-44
• 3.1 概述34
• 3.2 ABAQUS的主要模块34-36
• 3.3 ABAQUS中常用的土体本构模型36-40
• 3.4 ABAQUS操作流程40
• 3.5 模型的建立40-43
• 3.5.1 模型计算范围的确定41
• 3.5.2 模型参数的选取41-42
• 3.5.3 创建接触单元42
• 3.5.4 创建边界条件和荷载42
• 3.5.5 网格划分42-43
• 3.6 本章小结43-44
• 第4章 不同因素对群桩基础沉降变形影响的有限元分析44-74
• 4.1 荷载对群桩基础沉降变形的影响45-54
• 4.1.1 荷载对桩端持力层土体沉降变形的影响45-51
• 4.1.2 荷载对桩沉降变形的影响51-54
• 4.2 桩端伸入持力层的深度对群桩基础沉降变形的影响54-63
• 4.2.1 桩端伸入持力层的深度对持力层土体沉降变形的影响54-60
• 4.2.2 桩端伸入持力层的深度对桩沉降变形的影响60-63
• 4.3 桩间距对群桩基础沉降变形的影响63-72
• 4.3.1 桩间距对持力层土体沉降变形的影响63-70
• 4.3.2 桩间距对桩身沉降变形的影响70-72
• 4.4 本章小结72-74
• 第5章 结论与展望74-76
• 5.1 结论74-75
• 5.2 展望75-76
• 参考文献76-81
• 攻读学位期间发表的学术论文81-82
• 致谢82-84

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