软土运动作用下被动桩桩-土水平相互作用的研究

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1、硕士学位论文摘要桩土相互作用一直是岩土工程中的重要研究课题。通常各类建筑工程中的桩基础主要是主动受荷桩，即上部结构的荷载通过承台传递给下部的桩基础，由桩土问的相互作用来分担上部结构荷载。然而，在桩基工程中仍有许多情况是桩基承受被动荷载，即桩上的荷载由桩周围土体在自重或超载作用下发生变形和运动引起的。被动桩的桩一土相互作用问题与主动桩相比具有不同的承载机制与变形特性。本文主要研究在软土运动作用下被动桩的桩一土水平相互作用，运用有限元法综合考虑了土的塑性、大应变和桩土间的接触等非线性行为。为了深刻认识在土

2、体运动作用下桩一土界面上土压力分布规律，本文首先对被动桩的桩一士相互作用进行了横向平面应变分析，对桩周土的塑性区域以及桩间土的运动规律，桩径、桩数、桩间距等对群桩效应的影响，进行了大量的参数计算。得出被动桩沿桩周的土压力分布规律，拟合出反映土压力分布规律的函数曲线，得到一简化计算公式，便于工程中设计和计算。然后本文对被动桩的桩一土相互作用进行了三维有限元分析，综合考虑土塑性、大应变、桩土间的接触行为、土体参数等的影响，以尽可能真实地反映被动桩的桩一土相互作用系统，得出沿桩身的平均侧压力分布图，与前人的

3、计算结果和实验数据作了对比，验证了本文分析方法的有效性，其结果对工程设计有参考价值。计算结果标明，软土运动作用下在桩上产生的侧压力是相当可观的，值得设计人员高度重视。最后，本文提出了软土地区桩基水平荷载的估计公式，并应用于一桩支撑桥台的分析，分析中考虑了桥台的开裂和钢筋的屈服，计算结果能很好地解释桥台破坏现象。关键词：被动桩；桩一土相互作用；有限单元法；群桩；桥台AbstractPile‘soilinteractionhasbeenallimportantproblemingeotechnicalen

4、gineering，Themajorityofpilesaredesignedtosupport“active”loadings，thatistosay,loadsfromupperstructurearedirectlytransferredtothepilefoundationbythecap．However,therearemanycasesinwhichthepileshavetowithstandSOcalled‘'passive”loading，whicharecreatedbythede

5、formationandmovementofsoilsurroundingthepilesduetOtheweightofsoilandthesupercharge．Inthispaper,thepile—soilhorizontalinteractionof‘‘passive’’pilesisresearchedwiththeconditionofsoftsoilmovementandbasedonthepracticalengineering．ByusingtheFiniteElementMeth

6、od(FEM)，thenonlinearbehaviorsofsoil’Splasticity,highstrainandpile—soilcontactareconsidered．Inordertodeeplyunderstandthedistributionofsoilpressureactingonthepile-soilinterface，transversalplanestrainanalysisofpile—soilinteractionof‘'passive’’pilesisfirstl

7、yperformedinthepaper,andthenagreatdealofparametercomputationsarecarriedouttoinvestigatetheinfluencesofsuchfactorsasthepilegroupeffect，theplasticregionofsoilsurroundingpiles，themovementregularitiesofsoilbetweenpiles，theradiusofpiles，thenumberofpilesandth

8、edistancesbetweenpilesSOon．Thedistributionofsoilpressuresurrounding“passive”pilesisobtained．andthecurvesdescribingthiSdistributionandasimplifiedformulaisalsoobtained，whichcanbeeasilyusedinengineeringdesign．Afterthat，3DFEanalyseso