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第一章 绪论1

1.1 引言1

1.2 桩土共同作用分析理论的发展历程2

1.3 桩土共同作用的分析方法4

1.4 本研究的主要内容6

参考文献7

上篇 桩土共同作用的实现方法研究13

第二章 桩土共同作用的若干实现方法13

2.1 桩土共同作用的机理及实现途径13

2.2 实现桩土共同作用的摩擦桩复合桩基方法14

2.3 实现桩土共同作用的刚性桩复合地基方法17

2.4 实现桩土共同作用的端承桩复合桩基方法18

2.5 实现桩土共同作用的利用沉渣复合桩基20

2.6 实现桩土共同作用的预应变桩方法23

2.7 小结24

参考文献25

第三章 桩土共同作用的数值分析研究26

3.1 摩擦桩复合桩基非线性共同作用的数值分析26

3.1.1 三维快速拉格朗日分析的基本原理26

3.1.2 桩土共同作用的三维模型的创建29

3.1.3 桩土共同作用数值模拟34

3.2 摩擦桩复合桩基非线性共同作用的半数值半解析分析方法40

3.2.1 广义剪切位移法对低承台桩基的适用性40

3.2.2 群桩与土和承台非线性共同作用分析模式42

3.2.3 算例与实例模拟计算46

3.3 端承桩复合桩基的作用机理数值分析56

3.3.1 桩基支承刚度分布自适应调节方法56

3.3.2 摩擦端承单桩及单板分析57

3.3.3 常规桩距端承群桩58

3.3.4 大桩距摩擦端承群桩60

3.3.5 自适应调节下大桩距端承群桩62

3.3.6 自适应调节下大桩距摩擦端承群桩64

3.3.7 自适应调节最优过程的实现66

3.4 刚性桩复合地基作用机理的数值分析66

3.4.1 有限元计算模型的建立66

3.4.2 成果分析70

3.4.3 路堤下带帽桩复合地基力学性状平面有限元分析84

3.5 刚性桩复合地基荷载传递规律研究91

3.5.1 带帽刚性桩复合地基复合桩土应力比的计算与分析91

3.5.2 带帽单桩桩体与桩帽下土体相互作用线性分析109

3.5.3 带帽单桩复合地基桩土相互作用线性分析119

3.6 预位移支护桩的作用机理分析133

3.6.1 二维数值分析133

3.6.2 三维数值分析139

3.7 利用桩底沉渣的桩基数值模拟分析145

3.7.1 室内模型试验数值模拟145

3.7.2 利用桩底沉渣的单桩工程数值模拟151

3.7.3 利用桩底沉渣的端承型桩基础数值模拟157

3.8 小结163

参考文献168

第四章 桩土共同作用的室内试验研究169

4.1 摩擦桩复合桩基共同作用的模型试验研究169

4.1.1 单桩系列模型试验分析169

4.1.2 群桩系列模型试验分析186

4.1.3 2×2群桩系列模型试验与单桩系列模型试验的对比分析190

4.1.4 2×2群桩系列模型试验土体应力场的分析194

4.1.5 2×2群桩系列模型试验土体位移场的分析198

4.2 端承桩复合桩基桩顶变形调节装置试验研究201

4.2.1 变形调节器的种类201

4.2.2 钢管类变形调节器的研制207

4.2.3 自适应变形调节器的外观及安装208

4.2.4 主动式变形调节器的研制213

4.3 预应变支护桩模型试验研究214

4.3.1 刚柔复合挡土结构概念214

4.3.2 刚柔复合挡土墙工作机理214

4.3.3 刚柔复合挡土结构模型试验216

4.4 利用沉渣复合桩基模型实验研究226

4.4.1 试验目的226

4.4.2 模型设计226

4.4.3 试验方案231

4.4.4 加载系统与加载程序232

4.4.5 试验测试233

4.4.6 数据处理235

4.4.7 试验保证措施235

4.4.8 利用桩底沉渣的桩基室内模型试验结果分析236

4.4.9 无沉渣单桩试验236

4.4.10 有沉渣单桩试验238

4.4.11 无沉渣带承台单桩试验243

4.4.12 桩底不同沉渣厚度的带承台单桩试验247

4.5 小结256

下篇 桩土共同作用的工程应用研究261

第五章 桩土共同作用的设计理论与方法261

5.1 摩擦桩复合桩基的设计方法261

5.1.1 摩擦桩复合桩基适用条件与基本原则261

5.1.2 摩擦桩复合桩基的设计方法263

5.2 端承桩复合桩基的设计方法266

5.2.1 端承桩复合桩基适用条件与基本原则266

5.2.2 端承桩复合桩基的设计方法266

5.2.3 负摩阻力对端承桩复合桩基的影响268

5.3 刚性桩复合地基设计方法269

5.3.1 复合地基两种设计思路269

5.3.2 带帽PTC型控沉疏桩复合地基优化设计270

5.4 小结282

参考文献283

第六章 桩土共同作用的工程应用研究285

6.1 摩擦桩复合桩基的工程应用实例及测试研究之一285

6.1.1 工程概况285

6.1.2 工程地质条件285

6.1.3 基础设计方案的选择286

6.1.4 复合桩基的设计287

6.1.5 监测方案291

6.1.6 监测结果及分析291

6.1.7 经济分析295

6.2 摩擦桩复合桩基的工程应用实例及测试研究之二295

6.2.1 工程概况295

6.2.2 工程地质条件296

6.2.3 塑性支承桩的工程设计299

6.2.4 沉降预估与分析303

6.2.5 基础结构设计要点304

6.2.6 监测方案304

6.2.7 监测进程305

6.2.8 现场实测结果与分析306

6.3 端承桩复合桩基工程应用实例及测试研究之一310

6.3.1 工程概况310

6.3.2 基本设计数据和参数319

6.3.3 天然地基上的基础沉降计算与分析321

6.3.4 基础方案分析与讨论322

6.3.5 端承桩复合桩基设计计算与分析323

6.3.6 工程现场测试分析与研究326

6.3.7 简化数值模拟分析333

6.3.8 经济效益分析336

6.4 端承桩复合桩基工程应用实例及测试研究之二336

6.4.1 工程概况336

6.4.2 基本设计数据和天然地基分析343

6.4.3 基础方案分析与讨论344

6.4.4 端承桩复合桩基设计计算与分析345

6.4.5 工程现场测试分析与研究346

6.5 刚性桩复合桩基工程应用实例及测试研究349

6.5.1 工程概况349

6.5.2 试验内容351

6.5.3 试验设计351

6.5.4 仪器测试原理与仪器埋设353

6.5.5 试验设备与试验方法356

6.5.6 各桩基极限承载力的估算358

6.5.7 试验数据成果整理360

6.5.8 现场试验与原型观测比较389

6.5.9 有帽桩与无帽桩复合地基试验比较390

6.5.10 静压桩引起的桩周土孔隙水压力观测与分析394

6.6 预应变支护桩工程应用实例402

6.6.1 传统支护402

6.6.2 刚柔复合支护405

6.6.3 对比分析406

6.7 利用沉渣复合桩基的工程实践406

6.7.1 工程概况406

6.7.2 桩基的施工407

6.7.3 基桩的低应变动力检测和静荷载试验407

6.7.4 事故分析407

6.7.5 处理方案和效果408

6.8 小结408

第七章 结论与展望411

7.1 结论411

7.2 展望415

致谢416