近年来,随着我国粮食产量的增加,仓储设施得到了比较迅速的发展。许多学者研发了包括地下仓、地下楼房仓在内的各种新仓型,而传统Terzaghi一维渗透固结模型不能准确反映地下楼房仓设施运行下(主要是装卸粮)地基固结过程。因此,针对性的开展装卸粮荷载下地下楼房仓地基沉降机理及数学模型分析显得十分必要和迫切。论文依托国家科技部粮食公益项目“生态储粮新仓型及技术体系开发”(201413007),以海口某半地下楼房仓建设工程实例为例,通过室内试验、理论计算、数理分析、ABAQUS数值模拟等手段,对装卸粮荷载下半地下楼房仓地基沉降机理及其解析解进行研究。具体研究内容及结论有以下几个方面:(1)通过广义梯形荷载傅里叶级数展开式,利用计算软件Maple编写子程序,求解出了装卸粮荷载下非线性一维固结的解析表达式,通过一维固结Terzaghi解验证了该解析解的正确性。基于一维非线性固结解析表达式,对其进行赋值计算,并绘制了矩形、三角形、梯形等循环荷载下地基土的孔压消散曲线。(2)基于地基土的体积变化规律、达西定律、水运动方程以及平衡方程等,考虑了固结系数、大变形等因素对土体固结的影响,在一维非线性固结解析表达式基础上,基于广义梯形荷载的傅里叶级数展开式,借助Maple计算软件,推导出非线性三维固结解析表达式。(3)通过三轴固结试验、三维固结解析解计算、Biot固结方程数值计算等结果进行对比分析,发现两解计算曲线均在试验曲线的上方,而且三维解析解曲线更接近试验曲线。由此可见,针对土体的固结求解计算,三维解析解计算式比Biot固结方程式精确。(4)基于理论计算,运用Abaqus有限元模拟软件,针对饱和土在不同周期、不同作用荷载形式下(恒载、矩形、梯形、三角形)地下楼房仓地基土的沉降与固结过程作数值模拟计算,模拟结果显示:a.地下楼房仓地基沉降量最大值荷载作用形式为恒荷载作用,沉降量最小值荷载作用形式是三角形荷载。b.50年后不同荷载作用下固结度:恒荷载作用下,土体固结达到最大且固结基本完成;矩形荷载作用下,地基固结度达到80%以上;梯形荷载作用情况,地基固结度达到80%;三角形荷载作用时,地基固结度达到60%。c.结合现场监测数据以及模拟结果发现梯形荷载作用形式更符合装卸粮荷载对地基土的沉降、固结情况。论文进一步明晰了装卸粮荷载下地下楼房仓地基沉降演变过程,建立的广义梯形荷载下非线性一维及三维固结解析解具有较好的适用性且精确度较高,有较强的借鉴意义。