竖向荷载作用下桩-土相互作用时土体对空心桩受力性能分析.pdf

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1、探矿工程(岩土钻掘工程)第36卷第6期竖向荷载作用下桩一土相互作用时土体对空心桩受力性能分析张晓萌，汪拾金，王进明(1．长沙理工大学土木与建筑学院，湖南长沙410076；2．浙江省岩土基础公司，浙江宁波315040)摘要：采用有限单元法，用Ansys进行模拟仿真分析计算，考虑桩一土相互作用，在竖向荷载作用下对空心桩受力性能进行了分析，提出了在裂缝易产生处增设土工复合材料、增加土体弹性模量、粘聚力、桩侧灌浆等改善土性的措施，旨在给工程界提供理论参考。关键词：空心桩；土体参数；受力分析中图分类号：TU473．1文献标识码：A文章编号：1672—7428

2、(2009)06—0040—04AnalysisonLoadingCapadtyofHollowPileunderVerticalLoadingConditionbyConsiderationofPile·-soilCou-piingEfect／ZHANGXiao—meng‘，WANGShi-jin，WANGJin—ming(1．CollegeofCivilEngineeringandArchitecture，ChangshaUniversityofScienceandTechnology，ChangshaHunan410076，China；2．Z

3、h~iangProvincialGeo—engineeringFoundationCompany，NingboZhejiang315040，China)Abstract：Afiniteelementanalysisisperformedforahollowpilebyconsidering山einteractionbetweenthesoilandthepile．Theverticalultimateloadingcapacityiscalculated．Somemeasuressuchaslayinggeo-technicalcompositem

4、aterialsincracks；increasingsoilelasticmodulusandcohesion；andfillingthesideofpilewithgravelconcreteandSOonarepro—posed．Theinfluencesontheloadingcapacityarediscussedindetail．Thetheoreticalanalysiscanbetakenasareferencetotheengineeringapplicationofhollowpiles．Keywords：hollowpile；

5、soilparameter；bearingcapacityanalysis0前言式、Boulon直剪试验的r一关系曲线上做了修正。1956年空心桩首次用于武汉长江大桥空心桥采用下式验算桩周土的承载力J：梁结构，因其施工简便，适应性强，桩的断面布置合[P]：Pi／k=(P+P)／k>P(1)理有效，在各个领域推广迅速。式中：[P]——桩的容许承载力，kN；P。——桩侧极为进一步满足越来越广的工程需要，完善理论限摩阻力，kPa；P——桩端极限阻力，kPa；P．——桩体系，作者采用有限单元法，编制了有限元程序，用承受的竖向荷载，kN；——安全系数，通常取

6、2．0；Ansys进行模拟仿真分析计算，考虑影响桩基工作P；——桩的极限承载力，kN。性能的主要因素及方法¨，考虑桩一土的相互作桩周土体材料的屈服准则使用Mohr—Coulomb用，分析了桩周土体对空心桩及桩一土接触界面承剪切破坏准则，屈服函数表示为：载影响，得出了桩周土体裂缝产生的主要位置，提出厂=f丁I+ortan一C(2)了改善土性诸如：增加土体弹性模量、粘聚力、内摩式中：——材料破坏面上的剪应力；or——材料破擦角等，在桩周、桩端土体灌注水泥浆、化学浆、碎石坏面上的正应力；——材料的内摩擦角；c——材料混凝土加固以及埋设土工膜等措施来提高桩

7、的极限承载力，计算并分析了加固效果。的粘聚力。1理论依据2桩一土接触面为真实模拟桩与土的接触界面受力分析，文章接触问题是一种高度非线性行为，存在2个难采用张冬霁单剪试验本构关系曲线，考虑接触面点：变形的弹塑性。该曲线在Desai的剪切模量计算公(1)接触区域、表面之间是接触、分开、还是突收稿日期：2009—05—14；改回日期：2009—06—04作者简介：张晓萌(1972一)，女(汉族)，广东惠州人，长沙理工大学讲师，土木工程专业，硕士，从事土木工程研究与力学教学工作，湖南省长沙市，fyzxm5232166@163．c0m2009年6月探矿工程(

8、岩土钻掘工程)41然变化等问题未知，随载荷、材料、边界条件和其他表I土层物理力学性质因素而定；(2)大多的接触问题需要计算