长短桩复合地基应用于实际工程已经越来越普遍,如何对其进行合理的计算已逐渐成为工程界所关注的问题,但到目前为止,对长短桩复合地基的基本机理和工程性状的认识还不够深入,也尚未形成比较完善的的设计理论和计算方法。本文采用有限元法结合现场监测对长短桩复合地基性状展开研究。主要工作如下: 1.总结国内外关于长短桩复合地基桩土相互作用理论的研究及当前不同刚柔性桩组合复合地基在实际工程的应用情况,分析已有各种复合地基和长短桩复合地基沉降计算方法并比较各种计算方法的优缺点,并针对有深厚软土地区的实际情况对现有沉降计算公式进行修正。 2.简要介绍有限元程序(ABAQUS)的功能和使用,对该程序中用于岩土问题的本构模型和土的固结问题进行分析,然后通过一维固结问题的理论解和解析解比较及复合地基静载试验模拟和现场试验比较,检验ABAQUS用于岩土工程问题的合理性。 3.利用有限元程序(ABAQUS)对长短桩复合地基性状进行大量的三维弹塑性分析,研究各种参数(如长桩的长度、短桩的长度和刚度、垫层的厚度等)对长短桩复合地基固结性状的影响,并通过对计算的结果进行归类总结,获得对长短桩复合地基的设计和施工有参考价值的结论: (1)短桩复合地基设计时,短桩模量、短桩长度、长桩长度、垫层厚度都存在一个最佳值,应合理选择以上参数; (2)当短桩模量在最佳值以内,下卧层的变形及孔压受其的影响较小。因此可以通过增加短桩的模量来提高地基承载力,而不必担心由此引起下卧层变形的增加; (3)长短桩复合地基中无论是短桩还是长桩的长度增加,会将荷载往深处传递。下卧层的变形随长桩的长度增加而明显增加 (4)长短桩复合地基的固结速率很快,但其性状受很多因素影响。 4.根据某工程实例的现场实测数据,分析刚柔性长短桩复合地基在实践中应用的效果,对工程中的桩土应力、桩土应力比、荷载分担比及孔隙水压力随时间和荷载变化的发展规律进行分析总结,为以后该类型地基的理论研究和设计提供参考。 本文分析结果表明,影响长短桩复合地基性状的因素很多,因此,应具体分析工程中遇到的实际地基处理问题,进行优化设计,以达到经济合理的目的。