伴随着现代土木工程向着超高、超重、超大方向发展,越来越多的工程设计采用大直径超长灌注桩群桩基础形式。但是人们对这类大规模群桩基础形式的认识却远远落后于工程设计的要求,尤其是对群桩沉降规律的研究还远未完善。 本文在深入讨论目前的群桩基础沉降计算方法后,在前人研究工作的基础上,采用三维弹塑性接触非线性有限元法,对大直径超长灌注桩群桩基础沉降分布规律和变形发展的机理作了进一步研究。研究了材料非线性和接触非线性有限元的求解理论,并绘制了弹塑性接触非线性有限元的求解流程图;基于现场实测的自平衡试验资料,利用有限元的计算方法模拟自平衡试验的加载过程,通过计算结果和现场试验数据的对比分析,确定有限元计算的桩土作用体系的力学参数;结合工程实例,基于ANSYS建立了有限元的计算模型,并利用其APDL语言编制了相应的程序将模型的相关信息输出成ABAQUS的命令流格式,用ABAQUS对群桩基础的沉降问题进行了计算分析,研究了群桩支撑体系受荷后的沉降分布规律和变形发展的机理,并分析了桩距增大时,群桩基础沉降的变化规律。 通过上述计算方法的应用,得出一些结论。利用ABAQUS分析群桩沉降问题是可行的,可用于预测沉降并优化和检验设计方案;利用ANSYS建立有限元的分析模型并输出成ABAQUS的命令流格式,这一方法是高效的:通过比较自平衡试验的现场实测资料和有限元计算结果,来反分析桩土支撑体系的参数,是可行的。 分析有限元计算结果,提出了一些规律性的结论和建议。采用较大的桩距可以明显减少沉降量,提高承载力;应考虑承台底桩间土因为压缩而提供的承载力和产生的沉降量;有意识的增加边、角桩数量,加大中间桩间距,有利于减少沉降量。