岩土力学 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (10): 2777-2784.doi: 10.16285/j.rsm.2021.2126

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

碎石桩复合地基大变形非线性固结模型

周亚东1, 2,翟鑫东1,李顺群1,陈思源1   

  1. 1. 天津城建大学 天津市软土特性与工程环境重点实验室,天津 300384;2. 同济大学 土木工程学院,上海 200092
  • 收稿日期:2021-12-17 修回日期:2022-06-28 出版日期:2022-10-19 发布日期:2022-10-18
  • 作者简介:周亚东,男,1985年生,博士,副教授,主要从事软基处理方面的研究工作。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No. 51608351);天津市自然科学基金(No. 18JCZDJC10010);天津市科技支撑重点项目(No. 19YFZCSF00820)。

Nonlinear consolidation model of stone column composite foundation considering large strain

ZHOU Ya-dong1, 2, ZHAI Xin-dong1, LI Shun-qun1, CHEN Si-yuan1   

  1. 1. Key Laboratory of Soft Soils and Engineering Environment of Tianjin Municipality, Tianjin Chengjian University, Tianjin 300384, China; 2. College of Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China
  • Received:2021-12-17 Revised:2022-06-28 Online:2022-10-19 Published:2022-10-18
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51608351), the Natural Science Foundation of Tianjin (18JCZDJC10010) and the Key Technologies R & D Program of Tianjin (19YFZCSF00820).

摘要: 基于分段线性差分法,建立了一种碎石桩复合地基大变形非线性固结模型SC1。该模型可以进行等应力和等应变条件下桩土复合地基固结分析,同时能够考虑涂抹区、井阻、桩土自重、变荷载,以及固结过程中桩土参数的非线性变化和大变形问题,并编制了 Fortran 计算程序。分别采用基于等应变假设的桩土复合地基解析解和室内试验数据验证了模型的正确性,小变形条件下,该模型数值解与有无井阻及涂抹区的桩土复合地基解析解均能较好吻合;大变形非线性条件下,模型计算结果与室内试验数据基本一致。采用该模型预测实际工程,随固结时间延长,模型等应力与等应变的沉降量计算值相差逐渐增大,现场实测值介于等应力和等应变条件下模型计算结果之间。

关键词: 复合地基, 碎石桩, 大变形, 非线性, 固结模型

Abstract: Based on the piece-linear finite difference approach, a nonlinear consolidation model, called SC1, of stone column composite foundation considering large strain was developed. The model has the ability to analyze the consolidation of pile-soil composite foundation under the conditions of free stress and equal strain, and to consider well resistance, smear area, self-weight of pile-soil, variable load, as well as the nonlinear changes of pile-soil parameters in the consolidation process. The model was validated against the equal strain analytical solution and experiment. Under the condition of small strain, the numerical solutions of the model are in good agreement with the analytical solution of pile-soil composite foundation with or without well resistance and smear area. Under the conditions of large strain and nonlinear consolidation, the model calculation results are basically consistent with the experiment data. Then, the model was used to predict a practical engineering, and it was found that with the extension of consolidation time, the difference between the calculated values of the model based on free stress and equal strain increases gradually, and the field measured value is between the numerical solutions of the model with free stress and equal strain.

Key words: composite ground, stone column, large strain, nonlinear, consolidation model

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