土体的极限抗力与侧向受荷桩性状

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1、同济大学博士学位论文土体的极限抗力与侧向受荷桩性状姓名：朱碧堂申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：杨敏;GUOW.D.20050201摘要对于侧向受荷桩的分析，国外广泛采用非线性弹性地基梁，即p-y曲线法(p为桩身某点处的土体抗力，Y为研究点处桩的局部侧向变形)。侧向受荷桩的性状主要由上部5d(d为桩径)深度内士体抗力P的极限值(即土体极限抗力)控制。只要能准确确定浅层土体极限抗力的分布模式，就能较准确预测桩基的所有性状。然而．由于土体条件的多样性、桩基结构和施工扰动以及不同的加载条件，目前还没有一种普遍适用的极限抗力理论解答。不过，通过三个参数

2、肌，嘞和”，几乎所有的极限抗力都可以表达为一种统一的形式。基于这种统一极限抗力分布模型，本文讨论了现有极限抗力分布模式，介绍了一种基于该极限统一极限抗力分布模式的弹塑性理论解答和程序GASLFP，并推导了基于这种分布模式的有限差分解统一格式，编制了相应的程序FDLLP。采用GASLFP和FDLLP，本文主要对如F问题进行了研究：(1)统一抗力分布模式相应参数的选取：(2)侧向受荷桩性状的影响参数分析；(3)侧向受荷单桩的线性和非线性分析，并给出了+体和岩石中侧向受荷桩分析数据库(4)对群桩中各单桩的性状进行了初步研究，讨论了群桩效应；(5)最后，对特殊

3、海洋砂土中单桩的静力和循环特性进行了讨论。上述分析表明：(1)采j=}l统一极限抗力分布不仅能包括或近似拟合现有的极限抗力分布，而且通过选择合适的％，ob和”组合值，还能够反映不同的土体、桩基和加载条件，如分层土体、循环荷载作用下桩土间隙形成、群桩效应等；(2)极限抗力参数对于同一种土体，变化范围较小，如对于均质砂土，一般有Oto=0，n=1．7和％=(0．4～2．5)弓2C巧为被动十压力系数)；对于均质粘士，一般∞=o～o．3，"20．7利％=0．8～3．2；(3)侧向受荷桩的性状主要集中于上部lOd深度内，特别是受上部5d深度内的十体极限抗力控制：

4、(4)如果桩基为钻孔桩或其它钢筋混凝十桩，桩的结构非线性可以得到准确的预测(5)在群桩中，各桩的性状与其位置有紧密的关系。一般前排桩的性状如同单桩。因此，如果能够准确预测单桩的性状，群桩的性状也可得到较准确的预测：r(6)对于海洋砂土中桩的静载特性，除了其特有的胶结特性外，其它分析过程和参数选取与一般土体中的桩基相似。在循环荷载作用F，由于桩土界面裂隙和土体软化效应，其十体极限抗力为静载时的O．56～0．64倍。结合本文基于统一极限抗力分布模式的弹塑性解答，上述结论推荐应用于侧向受荷桩的设计。ABSTRACTFordesignoflaterally10

5、adedpiles．thenon—linearWinklerfoundationmethodhaswidelybeenusedaroundtheworldbasedonthep-yconcept，wherePissoilresistanceandYislocalpiledeflection．Anumberofp-YcurveshavebeenproposedbutthepileresponseismainlygovernedbythelimitingvalueoftheP，i．e．1imitingforceorsoilultimateresistanc

6、eP。，atshallowdepths．Shouldthelimitingforceprofile(LFP)havebeenaccuratelydetermined，theoverallbehavioroflaterallyloadedpiles(includingpiledeflection，maximumbendingmoment，slopeandbendingmomentdistributionetc．)couldbewellpredicted．Nevertheless，asthevariabilityofsoilprofileandproper

7、ties，pilesizeandinstallationmethod，andloadingtypewouldimposesignificantlyinfluenceonthepilebehavioLnoneofLFPshasbeenwidelyaccepted．Usingthreeparametersof％，硒and／,／，however,agenericLFPcannotonlyincludeallexistingLFPs，butallowstheaforementionedfactorsonpileresponsetobegaugedthrough

8、selectingthesetofvaluesofthethreeparameters．Bas