基于Mindlin应力解的分层土中群桩基础沉降计算方法.pdf

第33卷第3期佳木斯大学学报(自然科学版)Vo1．33No．3

2015年05月JournalofJiamusiUniversity(NaturalScienceEdition)M8y2015

文章编号：1008—140212015)03—0326—05

基于Mindlin应力解的分层土中群桩基础沉降计算方法①

张志刚，葛斌

(同济大学地下建筑与工程系．上海20O092l

摘要：为了考虑地基土的分层特性和桩端下卧层计算深度对群桩基础沉降的影响，基于

Mindlin竖向应力解用分层总和的思想建立群桩的土体竖向位移柔度矩阵，参照弹性理论法的分

析过程，建立了分层土中群桩基础沉降的计算方法．与工程实例对比表明，对于工后沉降量不大

的群桩基础，本文方法可以给出较合理的沉降计算值．

关键词：群桩基础；沉降；分层地基；Mindlin应力解；分层总和法

中图分类号：TU473。l文献标识码：A

有限元分析结果表明，土的非线性对土的位移有较

0引言

大的影响，而对竖向应力和剪力的影响则不大，因

近年来，随着我国经济的快速发展，采用群桩此可用均质土中的Mindlin应力解来近似计算

基础的高层建筑越来越多，相应的对建筑物的沉降分层土中的应力分布．

计算精度要求也越来越高，由过去只考虑均质土体基于以上考虑，本文将分层总和法的思想运用

下的沉降开始考虑分层土体对沉降的影响．目前在到以Mindlin应力解为基础的弹性理论法中，建立

桩基设计中，我国一般采用假定等效实体深基础作了分层地基中的群桩沉降计算方法．该方法能够同

用平面和桩端桩侧摩阻力的分配，以Boussinesq解时考虑桩周及桩端下各土层的弹性模量和泊松比

或Mindlin解为基础的分层总和法进行设计，然而以及下卧层计算深度对群桩沉降计算结果的影响．

由于荷载和地基土的不均匀性，该方法计算的预估

1群桩沉降计算方法

沉降与现场实测值仍有一定的差距，同时该方法也

无法考虑群桩中桩桩相互作用的影响以及下卧层在分析中，对分层地基中的桩土体系做如下假

为刚性土层的情况．设：

而在桩基理论研究中，尤其是在群桩的沉降分(1)地基土为理想的弹性层状体，且每层土的弹

析中，往往采用以Poulos…等为代表提出的基于性模量E和泊松比均不因桩的存在而发生变化；

Mindlin位移解的弹性理论法．但该方法一般只能(2)桩侧面完全粗糙，桩底面完全光滑，分析

考虑均质弹性土或弹性模量随深度线性增加的时将桩划分为若干个单元，假定每个桩单元上的桩

Gibson土。虽经相应的修正后可以近似考虑桩周土侧摩阻力沿桩周均匀分布，桩底作用均匀分布的竖

分层特性的影响，但这类方法仍无法考虑桩端以下向应力；

非均质土体和各层土体泊松比不同的影响．而根据(3)桩一土间不发生相对滑动，即满足桩一土

实际工程经验，桩端下卧层存在分层土对于群桩基位移协调．在分析时忽略桩的径向变形，只考虑桩

础的沉降影响较大．在竖向荷载作用下的竖向位移．

为了直接考虑集中力作用在层状地基中产生

1．1土体的位移方程

的位移和应力，金波等基于轴对称弹性力学基