考虑模量变化的离散材料桩复合地基沉降问题
文摘
在深入探讨离散材料桩复合地基变形机理的基础上，首先提出了刚性基础条件下的复合地基的沉降，包括两部分:一个是展开部分和一个是未展开部分。然后，考虑到膨胀部分与未展开部分之间的变形性质的差异，分别开发了这两部分桩模量与施加荷载之间的关系。第三，通过将上述关系引入沉降分析，采用多阶段加载理论和分层总和法，提出了离散材料桩复合地基位移计算的新方法。该方法不仅能有效地计算出不同深度孔隙对桩体变形模量的影响，还能对不同深度的桩体的不同变形机理进行描述。最后，将该方法应用于实际的复合地基问题，并与其它方法进行了比较。通过比较分析，确定了该方法的合理性和可行性。
关键词:离散材料桩、复合地基、沉降计算、毛孔、变形模量
1.介绍
用复合模量法和折现系数理论计算了离散材料桩复合地基的沉降问题。例如，盛、OMINE 和OHNO、张等通过面积置换比，利用简单的土体和桩模量来确定复合模量，然后提出复合模量法。郭和钱和张通过研究复合地基与自然基础之间的差异，提出了折现系数理论。虽然上述方法考虑了面积置换比和桩-土相互作用的影响，但在离散材料桩复合地基沉降计算中取得了显著的进展，但这些方法不能对复合地基的变形破坏机理进行不同程度的考虑。同时，忽略了桩和土的压缩性对复合地基模量的影响。因此，邓等根据实验室模型试验的研究，认为应力集中的现象存在于桩顶周围两桩直径的边缘，并将其视为墙体体积等于石柱。他们进一步分解了两部分的墙:扩张的部分和未扩张的部分。因此，提出了复合地基沉降计算方法作为平面问题。然而，桩土相互作用的影响实际上应被视为一个空间问题，而当石柱被简单地看作是墙体时，这种影响是无法完全描述的。孙和龚考虑了桩-土相互作用作为空间问题的影响，并在将加固区域的复合地基与扩张部分和未展开部分分离时，提出了相应的计算方法。由于该方法考虑了膨胀部分变形机理的不同特征和未展开部分的深度变化，取得了较好的效果。然而，由于忽略了桩和土的压缩性对变形模量的影响，这种方法在一定程度上仍然存在缺陷和限制。
与其他类型的复合地基不同，石柱上的桩体是由离散的材料组成，在石柱形成后仍有大量的孔隙或空隙。在加载过程中，孔隙的数量会减小，导致桩体在不同程度上压缩模量增大。此外，由于膨胀部分与未展开部分的变形机理不同，模量的变化是不同的，这对复合地基的沉降计算有影响。因此，上述方法的计算结果不太可能准确地描述离散材料桩的变形行为。因此，需要研究模量变化对沉降计算的影响。
在目前的研究中，基于离散材料桩复合地基的变形机制，根据不同的变形特征的扩大和面板折叠在刚性地基条件下,弹性模量和变形之间的相关性这两个部分分别通过全面分析之间的关系应用负载和桩土压缩模量的变化的影响的毛孔在桩身模量特征。然后，通过将这一关系引入到沉降分析中，提出了一种解决离散材料桩复合地基沉降理论的新的沉降计算框架。
2.离散材料桩复合地基计算模型
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