软弱土中桩-筏系统的承载特性研究开题报告

全文总字数：10789字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究背景

近年来，随着我国国民经济的高速发展以及建筑功能多样化需求，基础建设以及工业、民用建筑得到了进一步的发展和强化，进而导致了上部结构荷载发生变化，如很多高层和超高层建筑物和大型结构物的出现，使得上部荷载增加，结构体系更为复杂。而基础作为建筑物的重要部分，承担了上部结构的荷载，上部荷载的变化意味着建筑物基础面临着更高的承载要求。基础结构分为浅基础和深基础，设计安全、经济的基础结构体系需要考虑地基承载力和沉降准则。如果浅基础不能有效承受上部结构荷载或者产生过大沉降和变形，则需要采用深基础，将荷载传递向更深的持力层中以承受更大的上部结构荷载。而桩基础作为一种传统深基础，具有悠久的历史。

桩基础早在距今约14000年的时候就已出现，最初因为材料采取便利快捷，木桩最先应用于建筑，例如贵州、重庆地区的吊脚楼，云南傣族竹楼等。19世纪后期，随着钢筋、混凝土、砂砾等作为新工艺和新型建筑材料出现在人们的视野中，人们开始对桩基础的功能提出了更高的要求。随着建筑业的不断发展，木桩由于其承载力低，耐久性差而逐渐淘汰，桩基础以混凝土及钢筋混凝土桩为主，并随着桩基础的理论和技术的迅速发展，从较为简陋的形式发展为现代桩基各种不同体系，如高强度钢筋混凝土桩、桩筏基础、桩箱基础等，并得到了更加广泛的应用。随着城市建筑朝着越来越高的方向发展，桩的应用范围呈现出多样化和丰富化的趋势。大跨度结构如国家体育场鸟巢，利用桩基础来控制地基沉降；超高层建筑例如上海中心，利用桩基础提供足够的承载力并满足沉降要求。随着施工质量和机械设备水平的提高，桩基础的承载特性、设计方法以及施工质量有了更高的标准。

桩基础由于其承载力较高，稳定性较好，能同时承受竖向和水平荷载，且受土层限制较小，是应用最广泛的深基础形式。但在各种实际工程中，仍存在一些桩基础设计和施工不当而导致结构物失稳破坏的案例，如广东佛山市某车间由于桩基础破坏倒塌，其原因是桩长设计不当导致桩基础竖向承载力不够，产生严重不均匀沉降；湖北武汉市某住宅楼爆破拆除，其原因是大量工程桩偏斜导致桩基础整体失稳。为了更好的解决诸多技术问题，桩基础的竖向和水平承载特性及其机理有待进一步研究。

2. 研究的基本内容与方案

1.1 研究内容及研究目标

本文建立了桩-筏系统的abaqus三维有限元模型，软土采用摩尔-库伦模型，桩基和筏板采用理想弹塑性模型，从而考虑了水平和竖向荷载下软土和结构的弹塑性变形以及软土的塑性破坏，桩基于筏板处于同一部件，土-桩之间采用可分离的摩擦型接触面来模拟。在此模型的基础上以桩和筏板的荷载-位移曲线为主要研究对象，系统研究了桩的数量、群桩的分布情况、土的摩擦角、剪胀角以及土的屈服应力等因素对软弱土中桩-筏系统的水平和竖向承载特性的影响。

3. 研究计划与安排

第1－2周。整理及查阅有关土力学、土-结构相互作用等方面的中英文资料，初步确立研究方向和研究方法。

第3－5周。完成毕业论文的开题报告，总结现有的研究方法和成果，完成文献综述撰写工作，着手abaqus建模。

第6－7周。与导师讨论后确定试验方案和数值分析方案。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]姚仰平,张保印,张国强,张炜.黄土地区高层框剪结构-桩筏-地基的共同工作[j].岩土工程学报,2001(03):324-329.

[2]刘开富,方鹏飞,刘雪梅,胡意,谢新宇.软土地区桩端后注浆灌注桩竖向承载性能试验研究[j].岩土工程学报,2013,35(s2):1054-1057.

[3]陈兰云,陈云敏,张卫民.饱和软土中钻孔灌注桩竖向承载力时效分析[j].岩土力学,2006(03):471-474.