层状地基中群桩基础弹性理论解法及参数研究

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1、层状地基中群桩基础弹性理论解法及参数研究摘要：根据Muki&Sternberg的计算方法，建立了层状地基中不同桩长、桩径、桩体材料情况下桩桩间的相互作用系数，利用叠加原理对层状地基中群桩基础进行计算分析，通过与已有文献计算结果的比较，验证了计算方法的正确性，并对层状地基中群桩基础的沉降以及各桩的荷载分担情况进行了参数分析。计算方法得到的相互作用系数可以考虑桩的“加筋效应”。能够用来分析大规模群桩基础，具有一定的工程应用前景。关键词：层状地基；群桩；相互作用系数；荷载分担；沉降中图分类号：TU470文献标志码：A文章编号

2、：1674-4764（2012）02-0001-06摘要：根据Muki&14Sternberg的计算方法，建立了层状地基中不同桩长、桩径、桩体材料情况下桩桩间的相互作用系数，利用叠加原理对层状地基中群桩基础进行计算分析，通过与已有文献计算结果的比较，验证了计算方法的正确性，并对层状地基中群桩基础的沉降以及各桩的荷载分担情况进行了参数分析。计算方法得到的相互作用系数可以考虑桩的“加筋效应”。能够用来分析大规模群桩基础，具有一定的工程应用前景。关键词：层状地基；群桩；相互作用系数；荷载分担；沉降中图分类号：TU470文献标

3、志码：A文章编号：1674-4764（2012）02-0001-06AnElasticTheoryApproachandParametricAnalysisofPileGroupinLayeredSoilsCAOMing1,2,CHENSheng-li1(1.InstituteofEngineeringSafetyandDisasterPrevention,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240,P.R.China;2.ShanghaiTelevisionUniversit

4、y,Shanghai200433,P.R.China)Abstract:BasedonthetechniqueproposedbyMuki&Sternberg,arigorousanalyticalmethodforcalculatingtheinteractionfactorbetweentwopileswithdifferentlengths,diametersandpropertiesispresented.Thepilegroupinlayeredsoilsiscalculatedbyusingtheprinc

5、ipleofsuperposition.Thevalidityofthepresentedmethodhasbeenverifiedthroughcomparingwiththosefromotherexistingsolutions.Aparametricanalysisis14madetostudythepilegroupsettlementandtheloadssharedbytheindividualpile.Theproposedinteractionfactorsofpile-pilecanconsider

6、thestrengtheningeffectofinterveningpiles.Theproposedmethodcanbeusedtoanalyzethelargepilegroup.Keywords:layeredsoil;pilegroup;interactionfactor;loadsharing;settlement对于层状地基中桩土相互作用问题，国内外学者采用有限单元法［1］和边界元法［2-4］进行了大量的研究，此外还有Zhang＆Small［5］基于Small&Booker［6-7］的有限层法与有限

7、单元法结合分别对竖向荷载和水平向荷载下高承台群桩进行了研究；Southcott＆Small［8］采用位移相互作用系数法与有限层方法相结合对双层地基中的群桩进行了计算分析。但除有限元外，上述方法在考虑桩-土相互作用的时候在理论上都具有近似性，这些分析方法在实际应用中都具有一定的局限性，因此在目前的层状地基群桩分析理论中还没有一种理论被广泛接受。根据Muki＆14Sternberg［9］提出的虚拟桩方法，Liang等［10］和梁发云等［11］建立了层状地基中混合桩型复合地基分析方法；通过与相互作用系数法结合，Cao［12

8、-13］等建立了均质地基位移相互作用系数解法。采用虚拟桩求解方法计算桩土相互作用，充分考虑了桩土分离以后桩体孔洞的存在，该方法是一种在理论上更为严格的弹性理论计算方法，可以考虑桩的“加筋效应”［14］。本文在文献［12-13］的基础上，采用传递矩阵法求解层状地基中两根桩之间的位移相互作用系数，通过叠加原理求解层状地基群桩的工程性状