本書基於廣義胡可定律推導出了虛擬樁方法求解水準荷載作用下樁身的彎矩、位移和轉角的第二類Fredholm積分方程中的間斷點的解析解；根據Mindlin解重新推導了位移影響函數，該方法簡化了位移影響函數的推導過程。
 
本書基於虛擬樁理論，提出一套完整的高承台混合樁型群樁基礎位移相互作用係數分析方法，理論嚴密、計算效率高，可以應用於大規模群樁的計算分析。
 
本書重新推導出群樁效率係數的另一種表達方式，即用單樁剛度係數和群樁剛度係數來計算群樁效率係數。本書在等長樁群樁效率係數和群樁折減係數定義的基礎上，分別給出了混合樁型群樁效率係數和混合樁型群樁折減係數的運算式。
 
本書共分5章，包括：緒論，水準荷載作用下的單樁受力特性，兩根相同樁樁間相互作用係數特性研究，兩根不相同樁樁間相互作用係數特性研究，高承台混合樁型群樁基礎的位移相互作用係數解法研究。

曹明，博士，上海開放大學理工學院副教授。在科研方面，先後在《岩土工程學報》、《岩土力學》、《土木建築與環境工程》、《Journal of shanghai jiaotong university》、《Journal of donghua university》、《四川建築科學研究》和《建築技術》上發表文章多篇，且被EI檢索。完成上海市教育委員會科研優青專案、上海市教育委員會科研創新專案、負責上海遠端教育集團學科重點研究課題、獲得2012年度集團科研先進工作者稱號和上海開放大學首屆優秀科研成果二等獎等。

第1章  緒論
1.1  引言
1.2  水準荷載作用下群樁計算方法綜述
1.2.1  地基反力法
1.2.2  數值模擬法
1.2.3  試驗法
1.2.4  彈性理論法
1.3  本書主要研究內容
1.4  本書主要創新點
1.5  本書的內容構成

第2章  水準荷載作用下的單樁受力特性
   
2.1  引言
2.2  樁頂自由時單樁的積分方程解法
2.2.1  Fredholm積分方程的建立
2.2.2  單樁樁身水準位移和斜度的解答
2.2.3  位移影響函數的解答
2.3  樁頂固定時單樁的積分方程解法
2.4  算例驗證
2.4.1  樁頂自由
2.4.2  樁頂固定
2.5  參數分析
2.5.1  樁頂自由
2.5.2  樁頂固定
2.6  本章小結

第3章  兩根相同樁樁間相互作用係數特性研究
    
3.1  引言
3.2  樁間相互作用係數的求解
3.2.1  Fredholm積分方程的建立
3.2.2  樁身位移和轉角的解答
3.2.3  位移影響函數的求解
3.3  位移和轉角相互作用係數
3.4  算例驗證
3.4.1  樁頂自由
3.4.2  樁頂固定
3.5  參數分析
3.5.1  樁頂自由
3.5.2  樁頂固定
3.6  本章小結

第4章  兩根不相同樁樁間相互作用係數特性研究
    
4.1  引言
4.2  混合樁型樁基的解法
4.2.1  不相同樁的Fredholm積分方程的建立
4.2.2  樁頂自由時樁身位移和轉角的解答
4.2.3  樁頂固定時樁身位移和轉角的解答
4.3  位移和轉角相互作用係數
4.4  算例驗證
4.4.1  樁頂自由
4.4.2  樁頂固定
4.5  參數分析
4.5.1  樁頂自由
4.5.2  樁頂固定
4.6  本章小結

第5章  高承台混合樁型群樁基礎的位移相互作用係數解法研究
    
5.1  引言
5.2  等長樁群樁解法建立
5.2.1  樁頂自由
5.2.2  樁頂固定
5.3  不等長樁群樁解法建立
5.4  算例驗證
5.4.1  群樁樁頂荷載分佈
5.4.2  群樁效率係數
5.4.3  群樁折減係數
5.5  等長樁參數分析
5.5.1  群樁樁頂荷載分佈
5.5.2  群樁效率係數
5.5.3  群樁折減係數
5.6  非等長樁參數分析
5.6.1  群樁樁頂荷載分佈
5.6.2  群樁效率係數
5.6.3  群樁折減係數
5.7  本章小結
參考文獻
 

隨著國民經濟的發展，土木工程取得飛速的進步。雖然樁基礎在土木工程中得到了廣泛的應用，但是由於樁基礎的複雜性，到目前為止其受力機理、荷載變形特性的分析方法仍然沒有得到很好的解決。已有的研究成果主要集中在樁基承受豎向荷載時的工作性能，而對水準向荷載作用下樁基的工作研究相對要少一些。樁基礎除了受到豎向荷載以外，還受到來自水準方向的荷載，如由於結構物自重和使用荷載的偏心而產生的彎矩；交通工具制動時產生的水準力和彎矩；風、波浪、潮水等產生的水準力和彎矩。

本書基於虛擬樁理論建立了混合樁型群樁基礎的位移相互作用係數解法，主要內容包括以下幾個方面：
（1）通過廣義胡克定律推導出了虛擬樁方法求解水準荷載作用下樁身的彎矩、位移和轉角的第二類Fredholm積分方程中的間斷點的解析解，從而提高了第二類Fredholm積分方程的數值計算精度並簡化了計算程式的編寫。本書根據Mindlin解重新推導了位移影響函數，該方法簡化了位移影響函數的推導過程。

（2）樁頂固定時樁頂轉角方程與求解樁身彎矩、樁頂和樁底位移的第二類Fredholm積分方程聯立，可以求解樁頂固定條件下的樁身荷載、位移和轉角。

（3）採用虛擬樁的方法來計算樁—樁相互作用係數，充分考慮了樁土分離以後樁體孔洞的存在。通過與有限元計算結果的比較，可以看出本書計算方法考慮樁的存在對土的變形的影響。

（4）建立了求解均質地基中非等長樁位移相互作用係數的第二類Fredholm積分方程解法，通過與有限元計算結果比較，驗證了本書計算方法和程式編寫的正確性，非等長樁位移相互作用係數解法是本書一個重要創新點。

（5）基於疊加原理將虛擬樁方法在求解水準荷載作用下兩根等長樁之間的位移相互作用係數中的應用推廣到求解高承台等長樁群樁基礎；並進一步將解高承台等長樁群樁基礎的位移相互作用係數解法推廣到混合樁型樁基礎的位移相互作用係數計算方法。這種計算方法的計算量少、計算效率高，但計算結果的精度並不受影響，此法在分析大型群樁問題中比較有效。

（6）本書按照Salgado等（2014）所定義的等長樁群樁效率係數重新推導出群樁效率係數的另一種表達方式，即用單樁剛度係數和群樁剛度係數來計算群樁效率係數。本書在等長樁群樁效率係數和群樁折減係數定義的基礎上，分別給出了混合樁型群樁效率係數和混合樁型群樁折減係數的運算式。

本書的研究得到了上海市教育委員會科研創新項目（15ZZ103）和上海開放大學學科研究重點項目（JF1301、KX1806）的資助。

本書的研究工作得到了本人導師上海交通大學陳龍珠教授的耐心幫助和指導，在此向他致以衷心的感謝。美國路易斯安那州立大學土木與環境工程系博士生導師陳勝立為本書的理論推導提供了幫助；上海交通大學沈水龍教授給我的英文文稿提供了熱情指教和幫助；澳大利亞皇家墨爾本理工學院周安楠博士為本書研究的順利完成提供了大量的幫助和指導；同濟大學地下建築工程系梁發雲教授提供了大量的參考文獻和科研指導；上海交通大學張振南教授在程式方面提供了説明；同濟大學的博士研究生王沿朝和蘆迎亞為本書參考文獻的查找提供了幫助，在此一併致謝。

還要感謝上海開放大學學術專著出版基金為本書的出版提供了資助。

限於時間和水準有限，書中難免有錯誤和不當之處，敬請廣大讀者批評、指正。

著者
2019年7月26日