开题报告北京工业大学研究生硕士论文开题报告

工学硕士论文开题报告论文题目：复合桩基非线性分析研究生：潘东旭指导教师：吴文经副教授专

业：岩土工程北京工业大学建筑工程学院2007年1月内容提要选题背景与意义国内外研究进展目前研究中存在的问题研究方法研究方案研究中的难点及相应对策预期研究成果时间安排一、选题背景与意义

Qω——所需要的总承载能力，由设定的工作条件决定；Sω——Qω下的沉降量；

f——地基承载力设计值；A——基底面积；[S]——容许沉降。式1式2传统桩基设计方法基桩工作于线性段；不考虑承台底天然地基的承载力；桩—土、桩—桩、承台—土共同作用复杂；复合桩基设计方法基桩工作于非线性段基桩处于或接近极限荷载考虑承台底天然地基的承载力节约投资可以采用概率极限状态设计方法变刚度调平设计考虑结构荷载、地层分布和相互作用效应，通过调整桩径、桩长、桩距等改变桩土刚度分布，以使建筑物沉降趋于均匀的设计方法称为

变刚度调平设计。减沉复合疏桩基础软土地基天然地基承载力基本满足要求的情况下，为减小沉降采用疏布摩擦型桩的复合桩基。二、国内外研究进展1

常规桩基研究方法弹性理论法有限元及边界元法剪切位移法荷载传递法2复合桩基研究的进展“减少沉降桩基础”、“蠕变桩”、“控沉桩”：侧重于满足沉降量的要求，同时验算承载力要求“复合桩基”、“疏桩基础”、“协力桩”：侧重于解决承载力问题，同时验算变形要求三、目前研究中存在的问题各种计算分析和设计方法，大多以常规桩基设计理论为基础，不能反映复合桩基的特性有限单元法、边界元法计算过程复杂实验多集中在模型阶段四、研

究

方

法1

桩的非线性工作状态2

桩周近场土的非线性与远场土的线性工作状态1采用崔新壮等提出的修正的摩尔—库仑模型来体现地基土变形的非线性和土的弹塑性；2引入肖昭然的研究成果，对佐藤悟传递函数进行修正，体现桩土相互作用的非线性1.修正莫尔—库伦模型修正佐藤悟传递函数（广义荷载传递法）

τ(z)——桩身深度z处的摩阻力；

ΔSz——桩身深度z处的相对剪切位移；

a、b——待定的函数参数；

Su——桩侧摩阻力充分发挥时的临界位移；

τu——桩侧摩阻力充分发挥值；五、研

究

方

案分析手段分析工作研究内容1.分析手段

有限差分法非常适合反映土的非线性、弹塑性、大变形的特点

″Three-dimensional

analyses,

such

as

FLAare

potentially

the

most

accurate

numericmethods

available

for

piled

raft

analysis.-

Poulos.

H.

G-

Methods

of

Analysis

of

piled

Raft

Foundations2.分析工作单桩非线性工作性状的有限差分数值模拟；

桩和承台结构非线性共同工作的有限差分数值模拟；复合桩基非线性工作性状的有限差分模拟；3.研究内容

模拟3×3低承台群桩，随不同地基条件以及不同桩距、不同承台厚度的条件下，受力及变形的变化关系，从有限差分数值模拟结果观察复合桩基在竖向荷载作用下非线性变形的性状，总结复合桩基的非线性受力特征和变形；

根据复合桩基的受力特征和变形随各个影响因素的变化的关系，观察桩群和承台影响下桩间土的附加应力的变化规律，提出复合桩基沉降的简化计算方法，并与实际工程中测量的结果相比较，力求简单准确；

根据复合桩基的受力特征和变形随各个影响因素的变化的关系，以及复合桩基的沉降特性，找出复合桩基差异沉降的控制方法。六、研究中的难点及解决方法桩土非线性作用的相关参数的选取：关于邓肯—张模型相关参数的选取。关于广义荷载传递法中的相关参数的选取。七、预期研究成果说明用数值方法模拟桩土非线性形状的可行性提出简单合理的计算复合桩基沉降的方法提出复合桩基合理的设计方法八、时间安排2007.1-2007.2:继续搜集与论文有关的相关资料2007.3-2007.4:单桩非线性分析