某大型哑铃型承台群桩基础与土体共同作用竖向承载变形特性数值模拟分析

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1、某大型哑铃型承台群桩基础与土体共同作用竖向承载变形特性数值模拟分析更多岩土工程资料http://www.docin.com/751741952某大型哑铃型承台群桩基础与土体共同作用竖向承载变形特性数值模拟分析摘要：用ANSYS对某特大桥索塔哑铃型承台群桩基础与土体共同作用进行了三维弹塑性有限元分析。利用桩土界面间水平方向位移相容，桩土界面间竖向设置双曲线本构方程的弹簧，能较好模拟竖向荷载作用下特大型群桩基础桩土间相互作用。分析结果表明，数值分析所得承台沉降与承台荷载的关系曲线、桩顶轴力分布、桩顶轴力随承台荷载变化的关系曲线，与其离心模型试验实测成果较一致。在用离心模型试验成果验证

2、数值分析的正确性下，用其数值分析成果进一步深入分析群桩基础的承载变形特性。关键词：离心模型；弹簧；群桩基础；数值分析；ANSYS中图分类号：TU473.1文献标识码：A文章编号：1000–4548(2005)10–1129–07作者简介：曾友金(1975–)，男，工程师。主要从事土工数值分析与离心模型试验方面的工作。NumericalanalysisofinteractionbetweengrouppilesanddumbbellshapedcapinasuperlargebridgeAbstract:Interactionbetweengrouppilesanddumbbell

3、shapedcapinasuperlargebridgewasanalyzedwithANSYSsoftwareof3-Delasto-plasticfiniteelementmethod.Springwasusedinhyperbolicconstitutiveequationtomodelthepile-soil-pileinteractionundertheverticalloadassumingconsistencyofhorizontaldisplacementontheinterfacebetweenpileandsoil.Itcouldbeseenthatthecu

4、rveofsettlementandloadofpile,thedistributionofaxialforceonthepiletop,thecurveofloadoncapandaxialforceonthetoppileobtainedwithnumericalanalysiswereagreedwiththosemeasuredincentrifugalmodeltest.Bearingcapacityandsettlementofsuperlargepile-capandpilefoundationwerethoroughlyanalyzedwithnumericala

5、nalyticalresultsvalidatedbycentrifugalmodeltest.Keywords:centrifugalmodel;spring;grouppilesfoundation;numericalanalysis;ANSYS0引言某特大跨双塔斜拉桥索塔基础为哑铃型不等厚度的承台群桩基础，采用了131根直径为D2.8m/D2.5m钻孔灌注桩基础，梅花形布置。在每个塔柱下承台平面尺寸为50.55m×48.1m，其厚度由边缘的5m变化到最厚处的13.324m，两承台之间采用12.65m×27.1m系梁相连，系梁的厚度为6m。桩长分别为北侧基础（主4号墩）117

6、m和南侧基础（主5号墩）114m，其桩底高程分别为－121m和－123m。由于桥梁规模大，桥位区位于长江河口段，第四系地层厚达300m左右，加上基础承受荷载大、地质条件差、局部冲刷深，主桥基础是超大规模的深水基础，同时施工受潮汐影响，因而是设计与施工的重点和难点之一，关系到本桥的成败。因此，在如此深厚的覆盖土层上修建如此重大的斜拉桥，国内外尚无先例，技术难度很大，有许多技术难题迫切需要深入研究和加以解决。就主塔承台群桩基础设计方案，群桩数量多、桩长，需要恰当考虑桩土共同作用下的大规模群桩基础受力特性，为群桩合理布置和合理考虑群桩效应提供依据。这需解决一系列问题，这些技术问题其中包

7、括：哑铃型承台群桩基础在基础、裸塔、桥梁施工和运营过程中，承台沉降、桩顶反力分布、桩端反力分布、各桩桩身轴力分布、群桩效应等变化规律，以及承台刚度、荷载加载方式、群桩桩端灌浆等对其哑铃型承───────台群桩基础受力变形的影响等等。本研究进行了超长大直径钻孔灌注单桩、18根群桩基础、64根群桩基础及主桥索塔哑铃型承台群桩基础与土体共同作用的离心模型试验和三维数值模拟分析[1,2]。由于篇幅所限，本文介绍竖向荷载作用下桩端不注浆、最大冲刷工况下主桥索塔哑铃型承台群桩基础与土体共同作