侧向开挖条件下组合群桩复合地基工作性状与设计理论研究

组合群桩复合地基以先充分发挥桩间土承载潜力的显著特征正大量应用于多层或高层建筑的地基基础。桩顶铺设的柔性垫层使竖向承压且受侧向开挖时的工作性状与桩基明显不同，但很少研究。针对仅考虑竖向工作性状进行设计的现状，研究侧向卸载条件下其工作性状，具有重要的工程意义和理论价值。本项目从室内外模型试验入手，全面分析竖向受压且侧向开挖时桩土受力变形规律、斜桩的荷载传递及承载力随倾角的变化规律；引入土拱理论，研究桩侧土压力计算方法，建立粘性土侧移时受压单桩的弹性挠曲微分方程并求解，结合有限差分法分析不同桩身刚度和开挖深度时单桩受力和变形效应，在此基础上，基于 Mindlin解分析被动群桩的遮拦效应，并建立倾斜桩与粘性土的位移协调方程并求解，结合数值模拟获得受压单桩的桩顶位移与倾角的关系，提出考虑侧向开挖时的设计方法。最后形成实际侧移时受压群桩复合地基安全性的评价方法，为规范确定开挖变形警戒值提供依据。

侧向开挖和埋置深度对组合群桩复合地基的工程性状影响还不十分清楚。本项目综述了土体中倾斜桩工程性状，开展了组合群桩复合地基室内模型试验、现场试验，对侧向开挖卸载时刚性桩复合地基工程性状进行了数值分析，研究了Ⅰ阶梯度损伤理论，将复合地基理论应用到病害路基处理中,此外还研究了粉煤灰作为地层时的工程特性、空隙岩体与溶洞充填混凝土法向变形特性、管幕预筑地下空间地表沉降、管幕预筑地下空间结构在土方大开挖过程中的力学响应、管幕预筑地下空间结构的施工过程数值模拟以及重复加卸载条件下全风化泥质砂岩、花岗岩残积土累积变形与湿化规律，等。