非均质地基中竖向受荷桩承载力分析.pdf

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1、第4l卷，第2期公路工程Vol。41，No。2非均质地基中竖向受荷桩承载力分析吕军(湖南省龙永高速公路建设开发有限公司，湖南永顺416700)[摘要】为探讨竖向荷载作用下单桩的承载特性及承载力计算方法，考虑桩侧地基土的非均质特点，即土体剪切模量和桩侧极限摩阻力沿深度呈线性增加，先基于力平衡原理和剪切位移法建立出非均质地基中竖向受荷单桩的桩身位移控制方程，引入桩底处力与位移边界条件，通过参数变换求得由Bessel函数表示的桩身内力位移弹性解。然后，考虑桩一土接触面上的相对滑移影响及地基土的弹塑性受力状态，进一步获得桩身内力位移弹塑性解，并据此确定了竖向受荷桩的极限承载力。最后，结合已

2、有模型试验研究结果进行了对比分析，验证了本文解答的可行性。[关键词]桩基础；竖向承载力；剪切位移法；非均质地基【中图分类号]U443．15【文献标识码】A【文章编号】1674—0610(2016)02—0010—04BearingCapacityAnalysisofVerticallyLoadedPilesinHeterogeneousGroundLUJun(HunanProvincialLong-YongHighwayConstructionandDevelopmentCo．，Ltd．，Yongshun，Hunan416700，China)[Abstract]Todiscusst

3、hebeatingbehaviorofpilesunderverticalloadinginheterogeneousground(i．e．，thesoilshearmodulusandpileshaftcriticalfrictionsresistanceincreaselinearlywithdepth)，thecontrolequationofthepileshaftwasfirstsetupbytheequilibriumprincipleandsheardisplacementmethod．Then，forceanddisplacementboundar)rconditi

4、onsunderthepiletoewereintroducedtodeducetheelasticanalyticalsolutionsfortheinnerforcesanddeformationofthepileshaftbytheparametertrans-formationandBesselfunctions．Then，relativeslidingalongthepile—soilinterfaceandelasto—plasticbear—ingwereconsideredtoobtaintheelasto—plasticsolutionswiththeultima

5、tebearingcapacitydeterminedaswell．Finally，comparedwithavailablemodeltestingresults，thefeasibilityofthepresentsolutionswasver—ified．[Keywords]pilefoundations；verticalbearingcapacity；sheardisplacementmethod；heterogene—OUSground0引言桩基础由于具有承载力高、沉降小等优点成为了工程中应用非常广泛的一种基础形式，而其相应的承载特性等也一直是岩土工程领域的研究热点与重点

6、。对于竖向受荷桩，Seed与Reese首先提出了荷载传递法，并运用此方法解决桩基荷载传递规律问题⋯，该法可反映桩周土体的非线性，因而在单桩承载力与沉降分析中得到应用。此后，Coyle等学者对荷载传递法进行了发展，进一步对竖向荷载作用下的单桩荷载传递机理进行了研究¨’。Guo假定土体为Gibson地基，考虑桩一土接触面上的位移非协调性，采用荷载传递法与剪切位移法导出了竖向受荷桩的桩身内力与位移解析解"-。赵明华等提出了轴、横向荷载下基桩的有限元一有限层法，进行了一系列的室内模型试验研究¨1，并基于荷载传递法对群桩的竖向承载力与沉降机理进行了研究”1，进而提出按桩顶处沉降来控制桩的竖向

7、承载力¨1。针对刚性承台下柔性桩与地基非线性相互作用问题，刘杰等采用增量荷载传递矩阵法及微分【收稿13期】2016-Ol一08[作者简介】吕军(1965一)，男．湖南邵阳人，高级工程师，主要从事高速公路建设与管理工作。第2期吕军：非均质地基中竖向受荷桩承载力分析方程近似解法获得了其近似解川。而剪切位移法由Cooke于1974年首次提出H1，该法将桩一土系统看作圆柱形的桩和与其同体积的空心圆柱土体组成，假定桩身沉降的主要因素为桩周土体的剪切变形，同时运用单桩模型试验验证