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桩筏基础的研究一直是岩土工程界的一个重要课题,也是土木工程设计的一项关键技术。随着地基技术和我国经济建设迅速发展,桩基已广泛应用于高层和超高层建筑中。几十年来,国内外的许多专家学者对这一课题进行了大量的研究。近年来,随着人们对桩筏基础的受力和变形认识的不断深入,得出了桩筏基础控制的关键应是变形而不是强度,基础工程的根本要求之一是以合适的变形满足上部结构的安全。
本文采用有限元软件ANSYS来模拟上部结构和桩筏基础的共同作用,分析在竖向荷载作用下桩基的沉降性状,由于桩体与桩侧土体之间,其刚度不同,在外力系作用下,往往在其接触界面处形成较大的剪应力及相对位移,在竖向荷载作用下,桩体与桩侧土体之间存在着相对位移,尤其在软土地区以及重量大的高层及超高层建筑中比较突出。本文结合上海土层情况建立了桩-土-上部结构共同作用三维有限元模型,土体本构模型采用Drucker-Prager弹塑性模型,并利用面-面接触单元考虑土体与桩基交界面的状态非线性,合理地模拟了桩与桩周土间复杂的相互作用,在不考虑上部结构共同作用情况下分析了桩长、桩径、桩身弹性模量、承台(筏板)厚度对桩基础的沉降、差异沉降的影响。并将考虑上部结构与不考虑上部结构共同作用时桩侧土体弹性模量、桩端土体弹性模量对桩基沉降性状的影响进行了系统的对应比较,最后分析了上部结构层数及施工过程对群桩沉降的影响,得出了一系列对比分析曲线,进而进行了定性分析,并对控制差异沉降提出了针对性的措施。