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本文首先从单桩的荷载传递特性研究开始,考虑桩侧土体的软化,提出了双曲线形式的桩侧荷载传递曲线和三折线的桩端荷载传递曲线,主要分析了桩端刚度和沉渣对于单桩荷载沉降关系及轴力和侧摩阻力的影响,然后结合两个不同桩端持力层的工程实例,对该数值方法进行验证。
在单桩的基础上,本文针对桩-土-承台体系的主要特点对其进行了简化,建立其数学模型,进行单元划分,然后形成总体刚度矩阵,解出结点位移和转角,进而求出体系的内力。为了更好的描述板的变形和受力特性,承台采用厚板理论,即考虑垂直于中面方向的剪应力和剪应变,详细阐述了其刚度阵的形成过程。土体流变的分析中,采用Merchant模型,为了同时考虑土体的固结,通过求解饱和土中的Biot固结方程,得出桩与桩、桩与土及土与土之间的相互影响系数,代替Mindlin及Bussinesq解,重新形成整体刚度阵。
最后进行的参数分析,阐述了多个系统变量对桩土承台体系的荷载响应的影响,并对低承台情况下的线性及非线性算例做了工程实例对比,并进行简要的分析,从计算结果可以看出,本文所用的分析方法可以正确的反映出桩-土-承台体系的力学特性。