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随着建筑业的迅猛发展,在地基处理中复合地基的应用越来越广泛,目前对复合地基的承载能力的计算方面已经有了一系列的计算和估算方法,并在工程实践中起到了良好的作用,但现有的这些方法都存在着不同的缺陷和难点,仍然脱离不了一系列的经验性处理手段,仍然不得不冒不经济和不安全这两种潜在危险,所以对复合地基进行承载能力的计算成为了研究的关键问题之一。随着数值计算技术的广泛应用及成熟的计算经验,数值计算越来越显现出对复合地基承载能力计算方面的优越性。
本文在分析各种复合地基承载能力解析计算的基础上,指出其存在的缺陷及难点,这也从更深程度上,说明了数值计算的优越性及重要性。并针对复合地基承载能力的特点,在分析了复合地基的非线性特性基础上,以及邓肯-张模型在数值计算中的广泛应用,并能很好地反映土体、桩体的主要非线性特征,故选用邓肯-张本构模型作为复合地基数值计算的本构模型;空间8节点等参元与其它类型的有限元相比较,更能反映像地基这样剪力较显著的大体积的结构,而且计算相对简单,故在本文中采用了空间8节点等参元模拟桩土体之间的位移等关系;并采用了无界元和Goodman无厚度的节理单元来进行复合地基承载力的计算。
在确定了计算模型之后,不同计算方法对计算结果也存在着很大的影响。非线性分析方法的主要类别有迭代法和增量法,但由于本文采用了邓肯-张模型,在分析比较各种非线性分析方法的基础上,并为了保证计算的精度,故本文采用了中点增量法进行计算。
通过对复合地基的计算及工程实例的应用,可以通过对小载荷试验的结果数据的拟合,能求出复合地基的非线性参数,并利用这些参数,进一步求得复合地基的承载力,而且计算结果与载荷板试验实测结果非常相近,这就证明了采用有限元数值计算来分析复合地基的承载力问题是正确的、可行的,并且是有效的,适合复合地基的设计需要。