倾斜荷载作用下预应力管桩受力性能的研究

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1、摘要摘要实际工程中的基桩绝大多数都是在竖向荷载和水平荷载共同作用下工作的。目前，随着城市空间的紧张、道路交通的发展，跨海大桥、高架桥、高层建筑以及超高层建筑迅速增加，基桩在承受了竖向荷载的基础上，还承受了较从前更大的水平荷载的作用，导致了对基桩的承载要求进一步提高。明确基桩在竖向荷载和水平荷载共同作用下的受力性能是十分必要的，对保障建筑整体安全具有重要意义。首先，综述和讨论了国内外有关一般基桩在倾斜荷载作用下的受力性能分析研究和预应力混凝土管桩的受力性能分析研究成果。建立了倾斜受荷桩的受力分析挠曲微分方程，运用m法计算了倾斜受荷桩的桩身弯矩和位移，探讨了在使用一般基桩倾斜受

2、荷受力分析理论对预应力管桩进行桩身内力时应注意的问题。其次，研究了ABAQUS有限元中土体本构模型的基本理论，主要讨论了Mohr-Coulomb塑性本构模型和接触面的法向、切向模型的适用范围和使用原则，它是后面建模分析中合理的选择模型、设置参数的前提。再次，运用ABAQUS有限元软件对实际工程中的单根预应力管桩进行了竖向承载模拟。将模拟分析结果与静载试验实测结果对比后发现，有限元分析结果与实测结果基本相一致，这说明模型和参数的设置是合理的，可以进行下一步的分析。继续对其施加水平荷载后，得到了竖向荷载和水平荷载共同作用下的预应力管桩的桩身位移和弯矩。最后，在有限元模型中改变桩

3、、土自身的参数取值，模拟分析了不同参数取值下的桩身位移和弯矩，并讨论了各种参数取值对桩身位移和弯矩变化的影响。关键词：预应力管桩；倾斜荷载；受力分析；有限元ⅠAbstractAbstractMostofthefoundationpilesworkedundertheverticalandhorizontalloadsinactual.Thebearingpropertiesoffoundationpileunderthehorizontalloadshaven’tarousesomepeople’svalueforlongtime.Especially,sea-crossi

4、ngbridge,theviaduct,high-risebuildingandsuper-tallstructuresincreasesrapidlywiththetensionofcityandroadtrafficdevelopment,itmakesthefoundationpilebearingmorehorizontalloadsexceptverticalloads.Itismostimportanttomakeitclearthatthebearingpropertyoffoundationpilesunderverticalandhorizontalloa

5、d,andtheproblemisalsoneedtobeurgentlysolved.Firstly,theexistingachievementofresearchonthebearingpropertiesoffoundationpilehavebeensummarizedanddiscussedinthepaperafterreadingtherelevantliteraturebothathomeandbroad.Bucklinglinedifferentialequationhavebeenestablishedaboutthefoundationpilesun

6、dertheinclinedloads,andthedisplacementandmomentofthepilehavebeencalculated,then,discussedthecriticalproblemaimedatPCpile’spropertieswhentheabovetheoryusedtoPCpiles.Secondly,someconstitutivemodelsintheABAQUShavebeenexpoundedandanalyzed,includingtheMohr-Coulombplasticemodel,tangentialandnorm

7、almodelofthecontactinterface.Thirdly,AsinglePCpile’sbearingcapacityundertheverticalloadhavebeensimulationanalyzedintheABAQUS,andtheresultofstaticloadtestofthePCpilesandsimulationanalyzedintheABAQUShavebeencontrasted.Thecomparisonconfirmedthattheresultofsimulat