地面堆载作用下邻近桩基性状的数值分析_陈福全.pdf

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1、第27卷第11期岩土工程学报Vol.27No.112005年11月ChineseJournalofGeotechnicalEngineeringNov.,2005地面堆载作用下邻近桩基性状的数值分析12陈福全，杨敏（1.福建工程学院土木工程系，福建福州350007；2.同济大学地下建筑与工程系，上海200092）摘要：采用土工有限元软件PLAXIS8.2对地面堆载作用下邻近的桩基性态进行二维有限元分析，研究了单排桩、双排桩在地面堆载荷载大小与作用位置、桩与土层条件、桩身约束条件等工况中的性状。关键词：被动桩；堆载；数值分析中图分类号：TU473文献标识码：A文章编号：10

2、00–4548(2005)11–1286–05作者简介：陈福全(1971–)，男，工学博士，副教授，主要从事岩土工程专业的教学与科研工作。Numericalanalysisofpilesinfluencedbylateralsoilmovementduetosurchargeloads12CHENFu-quan,YANGMin(1.DepartmentofCivilEngineering,FujianUniversityofTechnology,Fuzhou350007,China;2.DepartmentofGeotechnicalEngineering,TongjiU

3、niversity,Shanghai200092,China)Abstract:ThegeotechnicalfinitenumericalanalysissoftwarePlaxis8.2wasusedtosimulatethebehaviorofpilesinfluencedbythesoilmovementsfromanearbysurfaceloads.Pileswererepresentedbyequivalentsheet-pilewalls.Thesoil-pileinteractioneffectsofsurchargeloads,pileconditio

4、nsandsoillayerconditionswerestudied.Keywords:passivepile;surcharge;numericalanalysis0引言载作用下邻近的桩基性态进行二维有限元分析，研究在港口码头、桥梁基础、工业厂房建筑，由于堆单排桩、双排桩在各种工况中性状。载超载引起地面下沉和侧移，工程桩常常在土层侧向位移的作用下工作，导致桩体弯矩和挠度过大，桩基1问题的简化与有限元模型产生水平偏位，引起上部结构功能失效引发事故。这忽略纵向边界条件的影响，采用二维有限元分析，些承受被动荷载的桩称为被动桩。将桩基等效为板桩，按下式计算板桩弹性模量Cart

5、er采用轴对称有限元对被动单桩进行了有限Epsd+-E()udE=，[1][2][3][4]u元分析。Randolph、Springman、Naylor采用二维有限元对被动桩性状进行了初步的分析。Ellis&式中p表示桩，s表示土，u为相邻桩的中心距离，Springman分析了桥墩与邻近的桩基及土体的相互作d为桩径。将桩体等效为板桩，忽略了桩间土体的绕[5][6][7]流，使得受堆载作用下土层水平位移产生的水平作用用。魏汝龙等和王年香分析了高桩码头中桩土相互作用。Springman[8]、Branby&Springman[9]、PanJ.L.力均施加在桩身上，结果可能使土

6、层水平位移比实际[10]略小，而桩身水平位移比实际值略大。但是被动桩桩等人采用三维有限元对被动桩的相关问题进行了[11]分析。研究表明采用三维有限元分析的结果无论是桩间土拱效应分析结果表明，当桩中心距小于3d桩体变形性状还是侧压力分布规律均与二维分析结果相径时，由于地面堆载导致的土层侧向位移在被动桩附一致。三维分析比二维分析从理论上更为合理，但魏近产生的侧压力有90%以上的份额由被动桩承担，即[6]可以将排桩等效为板桩，因此作为机理研究和性态分汝龙等指出与三维有限元计算结果相比，二维计算得出的最大水平位移和最大沉降的数值偏小约10%以析评估完全可以用二维分析。下，且桩中计

7、算应力也相当一致，故高桩码头与岸坡───────之间复杂的三维相互作用可以简化为二维问题进行计基金项目：福建省青年科技人才专项资金资助项目（2002J015）；福建省教育厅科技项目（JB04159）算。本文采用土工有限元软件PLAXIS8.2对地面堆收稿日期:2005–03–11第11期陈福全，等.地面堆载作用下邻近桩基性状的数值分析1287忽略桩身尺寸效应，桩体采用梁单元离散，土层分析结果，如图2和3所示，最大正弯矩发生在软硬采用三角形六节点单元离散，左右计算范围至少各取土层交界处。60m宽，底面基础至少单桩桩长深，参考文献