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