成层地基中倾斜偏心荷载下基桩位移特性室内模型试验研究

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1、第39卷第12期土木工程学报Vol.39No.122006年12月CHINACIVILENGINEERINGJOURNALDec.2006成层地基中倾斜偏心荷载下基桩位移特性室内模型试验研究11，211赵明华李微哲杨明辉单远铭(1.湖南大学，湖南长沙410082；2.江西省交通设计院，江西南昌330002)摘要：为研究地面以上桩自由长度、桩身刚度、桩身微倾斜角度等因素对基桩位移特性的影响，以黏土模拟软弱土层，砂土模拟下卧持力层，自行设计自平衡装置施加倾斜偏心荷载，进行倾斜偏心荷载下两组6根木质柔性桩室内模型试验。试验结果表明，倾斜偏心荷载下基桩位移表现出明显的非线性，在

2、受荷过程中，倾斜荷载、水平荷载、竖向荷载、地面处桩身水平位移、桩顶水平位移与桩顶转角均满足一定的规律。最后，提出了倾斜偏心荷载下基桩位移计算半经验公式，实测结果表明，理论计算结果与实测结果误差一般小于15%。关键词：模型试验；模型桩；成层地基；微倾斜；倾斜偏心荷载；非线性；P-Δ效应中图分类号：TU473文献标识码：A文章编号：1000-131X（2006）12-0095-05Amodelteststudyondisplacementofpilesunderinclinedandeccentricloadsinlayeredsoils11，211ZhaoMinghuaL

3、iWeizheYangMinghuiShanYuanming(1.HunanUniversity,Changsha410082,China;2.CommunicationsDesignInstituteofJ.X.Province,Nanchang330002,China)Abstract:Modeltestsof6timberpilesintwogroups,withclaysimulatinguppersoftsoilandsandsimulatingbearingstratum,wereconductedthroughaself-designedself-bala

4、ncingapparatusforinclinedandeccentricloading.Thepurposeofthisstudyistoinvestigatetheeffectsoffreepilelengthaboveground,pilestiffnessandeccentricityonthedisplacementofpiles.Analysisofthetestresultsillustratesthatthedisplacementofpilesunderinclinedandeccentricloadsisobviouslynonlinear.Asem

5、i-empiricalformulaispresentedforcalculatingthedisplacementofpilesunderbotheccentricandinclinedloads,witharelativeerrorbeingunder15%.Keywords:modeltest;modelpile;layeredsoils;slightinclination;eccentricandinclinedload;non-linear;P-ΔeffectE-mail:mhzhaohd@21cn.com荷载下模型桩试验，深入探讨了倾斜荷载下基桩承载引言性能

6、，提出了倾斜偏心荷载下单桩承载力计算的半经验公式。而后，文献[7]进行了均匀砂土中倾斜荷考虑P-Δ效应时倾斜偏心荷载下的基桩位移计载下铝管模型桩试验研究，文献[8]进行了双层砂算为非线性问题，比单一竖向荷载或水平荷载下的基土地基中倾斜荷载下铝管桩模型试验研究，并以m桩位移计算复杂得多。20世纪50年代以来国际著名[9]法假定为基础的幂级数解对砂土中倾斜荷载下基桩[1-2][3]学者Meyerhof进行了单层砂土、成层砂土、匀的位移计算进行了分析。[4][5]质黏土、上层软黏土下层松散砂土的双层地基、上述Meyerhof的模型试验侧重于倾斜荷载下承[6]上层松散砂土下层中

7、等密实砂土的双层地基的倾斜载力研究，而文献[7-8]中模型试验主要用于验证倾斜荷载下基桩位移计算方法，对倾斜荷载下基桩位移基金项目，国家自然科学基金（5057806）特性研究较少。为此，本文以黏土模拟上覆软弱土作者简介：赵明华，博士，教授收稿日期：2006-02-20层，砂土模拟下卧持力层，设计并完成了两组6根木·96·土木工程学报2006年783质柔性桩模型试验，深入研究了地面以上桩自由长C(z)=6.643×10+1.192×10z(单位为kN/m，z为计算度、桩身刚度、桩身微倾斜角度等因素对倾斜偏心荷点至砂土顶面的距离)。03组试验