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为了研究组合桩复合地基在竖向荷载作用下的承载机理及其相互作用,本文在分析长、短桩及垫层作用机理的基础上,根据三者的协同作用,采用一定的假设,建立组合桩复合地基桩土荷载传递的微分方程,推导出桩土沉降及桩土荷载分担的解析解,并对解析解运用MATLAB语言分析长桩、短桩、垫层各参数对桩土荷载分担的影响;用伽辽金法推导出基桩在均匀地基及两层地基中屈曲临界荷载的解析解,对解析解运用MATLAB语言分析桩的参数、入土比例及地基水平系数对桩的屈曲临界荷载影响,以及组合桩复合地基中由于短桩改善地基土的效果对刚性长桩的屈曲临界荷载的影响,并将本文的桩土荷载分担和桩的屈曲临界荷载计算结果与已有的研究结果比较,证明本文的研究结果与已有结果有较好的近似性。本文研究得出以下主要结论: (1) 长桩(短桩及地基土)的荷载分担随长桩的弹性模量、长桩的桩长、垫层的压缩模量的增大而增大(减小),随短桩的弹性模量、短桩的桩长增大而减小(增大),设计时可以根据实际情况选择参数调节桩土的荷载分担,上述各参数对桩土荷载分担的影响都有一个有效范围,但调整垫层的压缩模量及厚度是调节桩土荷载分担的最经济、最有效的方法。 (2) 当短桩为高模量刚性桩时采用调整长桩弹性模量的方法来调节桩土的荷载分担的效果要比短桩为低模量柔性桩时稍佳。 (3) 当长桩的桩长比较小时,短桩桩长对桩土的荷载分担影响要比长桩桩长较大时要明显,当长桩的桩长达40m时,桩土荷载分担随短桩变化几乎没有变化,因此在设计时,当长桩的桩长较大时,采用变化短桩的桩长来调节长、短桩及土的荷载分担是不可取的。 (4) 当入土比例K<0.1或K>0.8,地基系数对桩的临界荷载影响不大,桩长越长该规律越明显,当0.1<K<0.8时,临界荷载随地基系数的增大而提高。 (5) 组合桩复合地基中短桩改善地基土的效果对长桩的屈曲临界荷载的影响规律为:当短桩桩端以下的土质较好时,短桩改善地基土的作用对长桩的屈曲荷载影响不大,当短桩桩端以下的土质较差时,随着短桩改善地基土的深度和效果的提高,长桩的临界荷载有显著的提高。