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时间:2020-03-25
《水平、弯矩荷载作用下桩基承载特性的离心模型试验研究.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第29卷第11期长江科学院院报Vo1.29No.112012年11月JournalofYangtzeRiverSdenfificResearchInstituteNov.2012DOI:10.3969/j.issn.1001—5485.2012.11.Ol12012,29(11):50—54水平、弯矩荷载作用下桩基承载特性的离心模型试验研究文松霖,柴红涛,顾颖(长江科学院a.水利部岩土力学与工程重点实验室;b.生态修复技术中心,武汉430010)摘要:通过几组离心模型试验及成果分析,研究了桩基在水平、弯矩组合荷载作用下的承载机制和承载
2、力屈服包络线特性。结果表明:桩基在水平、弯矩组合荷载作用下承载力屈服包络线形状近似为椭圆形,其承载力屈服包络线方程可用椭圆方程来近似表示;水平、弯矩组合荷载作用下桩基承载力屈服包络线方程为检验桩基在水平、弯矩组合荷载作用下桩基的安全性提供了依据;在桩基设计过程中必须要考虑水平荷载和弯矩荷载之间的相互影响作用。关键词:桩基;离心模型试验;组合荷载;承载力;屈服包络线中图分类号:TU443文献标志码:A文章编号:1001—5485(2012)11—0050—05直线成度的斜向极限承载力Q所描述的屈服包络线可近似为一个中心在坐标原点的椭圆;
3、Butter—1研究背景field.R和Gottardi的研究结果提出了浅基空间屈服港口、桥梁、支挡建筑、高耸塔型建筑及近海钻包络面的经验公式;范庆来对一日一荷载空间采平台的基础大部分采用桩基础,这些桩基础往往内桶形基础的破坏包络面进行了数值模拟方面的研受到组合荷载(水平荷载日、竖直荷载、弯矩荷载究;文松霖对铅直、水平荷载作用下以及水平、)的作用,其承载机理极为复杂。对于组合荷载作弯矩荷载作用下扩底桩的承载机理及扩底桩承载力用下的桩基础,目前采用传统的简化方法进行设计,空间屈服包络面的基本特性做了一些基础研究工即单方向荷载下的承载力、
4、强度、构造计算及校核作。但是至今没有发现桩基础承载力空间屈(如下压荷载设计、水平荷载、上拔荷载校核等)。服面研究的其它相关报道。而采用传统的桩基设计方法,在计算上虽然能够满如何合理地评价组合荷载作用下桩基础承载足各项荷载的要求,但是由于没有考虑各项荷载之力,在桩基础承载力方面不同类型荷载之间究竟存间的相互影响,使得建筑物桩基在承载力方面存在在怎样的影响,组合荷载作用下桩基础承载力屈服较大的安全隐患。包络线(面)具有怎样的特性,是急需解决的课题。对于组合荷载作用下的桩基础,目前的桩基设作为国家自然科学基金项目的研究环节之一,本文计理论很
5、难满足工程的需要,而采用传统的简化方通过离心模型试验及结果分析,主要探讨了水平荷法进行的桩基设计,又会使得建筑物桩基承载力存载和弯矩荷载组合荷载作用下桩基承载力屈服包络在比较大的随意性。如果桩基承载力取值不合理,线的基本特性。易造成桩基础失稳或者沉降过大,对工程的安全运行影响很大。如何合理地评价组合荷载作用下的桩2离心试验装置及试验概要基础承载力,关系到建筑物的安全和设计优化,对基础工程的投资也起着控制性的作用。2.1试验加载装置及概要对于在组合荷载作用下(水平荷载日、竖直荷载本次试验在长江科学院的土工离心机上实施,、弯矩荷载)桩基以
6、及浅基础的有关包络线特该新型土工离心机由中国工程物理研究院总体工程性,国内外有关专家、学者做了不少研究工作。研究所承担研制,2010年交付使用。容量200g—t,Meyerhof和Ranjian对刚性桩的研究表明J,与铅有效半径3.7In,最大加速度200g。本次试验所用收稿日期:2011—09—09;修回日期:2011—10—20基金项目:国家自然科学基金资助项目(50978034)作者简介:文松霖(1962一),男,湖南零陵人,教授级高级工程师,博士,主要从事桩基承载机制等方面的研究工作,(电话)027—82927245(电子信箱
7、)wsl0012003@yahoo.tom。52长江科学院院报2012生验,得出模型桩的H—S曲线(为桩基水平荷载,S表2桩基极限水平荷载和极限弯矩荷载Table2Thelimithorizontalloadsandlimitmoment为桩头水平位移)以及荷载和桩身嬉转角曲线,如loadsofmodelpilefoundation图4、图5所示。由图5可以看出在相同水平荷载镛稼作用下,加载高度高的桩身转角比加载高度低的桩伽抛如身转角要大,也就是说,桩身转角随着加载高度的增加而变大,这与日本学者松本在1g条件下砂土地基中观测到的现象基
8、本一致¨。注:桩头位移为10%桩径012345位移/nun。。。3004。。t/IN图4不同加载高度下桩基H-S曲线Fig.4H-Scurvesofmodelpile图6M-H荷载平面上桩基承载力屈服包络线atdifer
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