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CFG桩复合地基因其具有桩土共同承担荷载,用材经济,工艺简单,加固效果良好等优点,在我国得到迅速推广,并取得了良好的社会效益和经济效益。但复合地基理论远远落后于工程实践的发展,其设计和计算理论尚不成熟,已有的一些简化模型和计算方法差异较大,很难统一。为促进CFG桩复合地基的应用与发展,本文利用FLAC-3D建立三维弹塑性模型,对CFG群桩复合地基的工作性状进行了较为深入的分析与研究,并将最小二乘支持向量机应用于CFG桩复合地基的承载力预测中。本文的主要工作如下: 首先,本文回顾了CFG桩复合地基的发展及其研究现状,综述了CFG桩复合地基的基本理论及其设计计算,并对有限差分计算方法和理论以及本文采用的本构模型进行了介绍。 其次,本文针对竖向荷载下CFG桩复合地基工作性状的各影响因素,运用三维有限差分程序FLAC-3D,建立CFG桩的群桩复合地基模型,分析研究了CFG桩复合地基的承载力和沉降特性,以及桩身应力的分布情况;考察了荷载水平、褥垫层厚度、褥垫层模量、桩间土模量、置换率、桩长等主要设计参数对于CFG桩复合地基的桩身轴向应力分布、桩土应力比和沉降的影响。所得主要结论如下: (1) CFG桩复合地基沉降随荷载、垫层厚度的增大而增大;随垫层模量、桩间土模量、桩长、置换率的增大而减小。 (2) CFG桩复合地基桩土应力比随荷载、垫层模量、桩长的增大而增大;随垫层厚度、桩间土模量、置换率的增大而减小。 (3) 对于刚性基础,在竖向荷载作用下,相同深度处的桩身轴向应力的分布规律为角桩最大、边桩次之、中心桩最小。 (4) 刚性桩复合地基在竖向荷载作用下,褥垫层的存在可以较好地调节桩土应力比,充分发挥桩间土和桩的承载力。首先需要合理选择挚层厚度,此外褥垫层模量对桩土应力比也有调节作用。 (5) 在荷载一定的情况下,CFG桩存在临界桩长,若桩长超过临界值,该深度以下的桩侧摩阻力几乎为零,桩体的承载力不会随桩长的增加而提高。 (6) 在荷载一定的情况下,随着置换率的增大,桩体分担的荷载增大,从而提高了复合地基承载力,减小了沉降。 最后,考虑到实际应用中承载力计算值与实测值存在较大的差异,为了使CFG桩得到合理的设计结果,本文将最小二乘支持向量机引入CFG桩复合地基承载力预测,并对其效果进行了测试。结果表明利用LS-SVM方法对CFG桩复合地基承载力进行预测,可以在有限样本下取得较好的预测结果,并且基于LS-SVM的复合地基承载力预测方法比BP神经网络法具有更高的预测精度和可靠性。