抗滑桩护壁外壁形态对土拱效应影响的数值模拟.pdf

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1、第42卷第1期煤田地质与勘探Vol.42No.12014年2月COALGEOLOGY&EXPLORATIONFeb.2014文章编号:1001-1986(2014)01-0057-04抗滑桩护壁外壁形态对土拱效应影响的数值模拟赵鑫，胡新丽，范付松，张国超(中国地质大学(武汉)工程学院，湖北武汉430074)摘要:为揭示抗滑桩护壁外壁形态对土拱效应的影响规律，引入抗滑桩护壁外壁形态系数h，采用平面应变有限元方法，在不同抗滑桩外壁形态参数h下，研究了桩周及桩后土体位移、应力等因素的变化规律。研究结果表明：土拱效应的发挥程度，桩周土体的应力

2、和变形与桩体外壁的形态有关。在h为4cm、8cm时，桩周土体的应力、位移变化量最大，增强了土拱的抗滑效用；当h大于8cm时，桩周土体的应力、位移变化量随着h的增加逐级递减；当h接近极值时，桩周土体中的应力、位移变化不大，此时抗滑桩护壁外壁形态对土拱效用起不到积极作用。关键词：抗滑桩；土拱效应；抗滑桩护壁外壁形态；桩土作用中图分类号：P642.22文献标识码：ADOI:10.3969/j.issn.1001-1986.2014.01.013Numericsimulationoftheinfluencesofmorphologyofpro

3、tectingwallofanti-slidingpileonsoilarchingeffectZHAOXin,HUXinli,FANFusong,ZHANGGuochao(FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan430074,China)Abstract:Inordertorevealtheinfluencesofmorphologyofprotectingwallofanti-slidingpileonsoilarchingef-fect,thepaperint

4、roducedthemorphologycoefficienthofprotectingwallofanti-slidingpile,numericalsimula-tionswerecarriedoutbasedonplanestainFEAmodels.Soildeformationandstressaroundpileswereinvestigatedtoexplaintheinfluenceofthemorphologyofprotectingwallonpile-soilinteraction.Theresultsshowt

5、hatthesoilarchingeffectofsoilaroundpile,soilstressanddeformationarecorrelatedtothemorphologyoftheouterwallofpile.Whenh=4cmor8cm,thechangeofsoilstressanddisplacementincreasesobviously,whichenhancessoilarchingeffect;whenh>8cm,soilstressanddisplacementdecreasewithhgraduall

6、y;whenhisclosetotheex-treme,thestressofsoilanddisplacementaroundpilechangelittle,inthiscase,themorphologyoftheouterwallofanti-slidingpileonsoilarchingeffectdoesnotplayapositiverole.Keywords:anti-slidingpile;soilarchingeffect;morphologyofouterwallofanti-slidingpile;pile-

7、soilinteractionTerzaghi于1943年用活动门试验验证了土体中位形态不符(图1)。商业有限元软件ABAQUS能够[1]存在应力转移，并首先称之为“土拱效应”。随后提供符合岩土类材料强度的屈服准则，适合计算桩国内外学者对土拱效应进行了不断的探索，主要采土、桩周土体的应力应变，为揭示抗滑桩外壁与桩[2-6][7-11]用模型试验原位试验方法、力学理论分析和周土接触形态对土拱效应的影响规律，故本文选取[12-16]数值模拟三种方法。于此同时，随土拱理论研ABAQUS有限元软件，对考虑抗滑桩外壁与桩周土究的不断深入，抗滑桩

8、与周边介质中的拱效应也逐体接触形态临近抗滑桩中的土拱效应进行了数值试渐受到工程技术人员的重视并将其应用到工程实践验研究，分析了抗滑桩外壁形态对桩周土体中的应[17-19]中，效果显著。从已有研究看，目前土拱效应力、变形及