多层地基中单桩的沉降分析.pdf

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1、第28卷第6期2011年6月公路交通科技JournalofHiighwayandTransportationResearchandDevelopmentV01．28No．6Jun．2011文章编号：1002—0268(2011)06—0019—06多层地基中单桩的沉降分析赵明华，占鑫杰，邹新军(湖南大学岩土工程研究所，湖南长沙410082)摘要：根据能量法中的格林公式以及桩微段和桩侧土微段的力平衡推导了多层地基中单桩的位移控制方程，该控制方程能综合考虑桩侧土的剪切和压缩过程。根据桩土系统的轴力和位移在各层地基边界处的连续条件以及传递矩阵法获得了多层

2、地基中单桩在轴向荷载下的总刚度矩阵。由于位移函数非显式，因此运用迭代步骤进行求解，进而可以完全确定单桩的位移和力函数。结合算例1对本文方法进行了验证，结合算例2给出了桩侧和桩端土相互强化的一个弹性理论解释。最后结合一个工程实例对本文方法进行了验证。关键词：道路工程；单桩；能量法；传递矩阵法；荷栽一位移分析中图分类号：U416；TU47文献标识码：AAnalysisonSettlementofSinglePileinMultilayerSubsoilZHAOMinghHa，ZHANXinjie，ZOUXinjun(GeoteehniealEngine

3、eringInstitute，HunanUniversity，ChangshaHunan410082，China)Abstract：ThedeformationgoverningequationofasinglepileinmultilayersubsoilwasderivedbasedonGreenTheoremofenergymethodandequilibriumofpileelementandsoilelement，whichcantakeaccountoftheshearresistanceandcompressionofsurround

4、ingsoilofpileshaft．Anintegragedstiffnessmatrixofsinglepileunderaxialloadinmuhilayersubsoilwasobtainedaccordingtoharmonyofaxialforceanddisplacementattheboundaryofeachlayerandtransfermatrixmethod．Asthedeformationfunctionwasnotexplicit，aniterativeprocedureWasusedtoresolvethevalue

5、ofthefunctionwhichcandeterminethedeformationandloadofsinglepile．Thepresentedmethodwasverifiedwithexampleone，andanelasticqualitativeinterpretationofstrengtheninginteractionofsurroundingsoilofpileshaftandpileendWaspresentedwithexampletwo．Finally，thepresentedmethodWascheckedwitha

6、practicalproject．Keywords：roadengineering；singlepile；energymethod；transfermatrixmethod；load—deformationanalysis0引言目前单桩的沉降计算方法主要有Butterfield的边界元法⋯，Poulos的有限单元法¨’，以及Randolph的半经验半解析算法旧J，但是这些算法主要是针对均质地基以及Gibson地基，实际工程中的天然地基常常不是均质的，其组成由于地质历史原因往往是层状构造的，因此研究多层地基中的单桩沉降特性就显得尤为重要。Seo和Pr

7、ezzi运用变分法分析了多层地基中单桩的沉降问题HJ，随后他们将其分析方法推广到矩形截面的方桩分析中”J。金波等帕1对表示层状地基单桩的轴对称弹性力学方程进行了Hankel变换，并利用传递矩阵方法得出层状地基在内部轴对称荷载作用下的位移解。艾智勇和杨敏一1拓展了弹性理论中的Mindlin课题，运用了广义Mindlin解分析了多层地基中的单桩沉降特性，明确指出了地基土模量的加权平均近似处理方法有时会与弹性分析结果相差甚大。肖宏斌捧1运用了荷载传收稿日期：2010—08—06基金项目：国家自然科学基金项目(50878083)作者简介：赵明华(1956一

8、)，男，湖南邵阳人，教授，博士生导师．(mhzhaohd@21cn．corn)20公路交通科技第28卷递法并结合传递矩阵方