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1、10探矿工程2002年第5期桩土接触面单元参数分析1,2232许宏发,吴华杰,郭少平,廖铁平(1.南京大学地球科学系,江苏南京210093;2.解放军理工大学工程兵工程学院,江苏南京210007;3.总参兵种部北京第八干休所,北京100044)摘要:桩的抗拔特性与接触面的特性密切相关,正确选定接触面的力学参数对于分析桩的抗拔机理有重要意义。根据桩土接触面点面接触模型和库仑摩擦变形原理,在10组土-结构(钢、混凝土)剪切摩擦试验分析的基础上,对桩土接触面摩擦参数的取值问题进行了研究,得到了一些结论,对于桩土接触面力学参数正确取值有一定的参考价值。关键词:桩
2、;土;接触面;参数研究中图分类号:TU473.1文献标识码:A文章编号:1000-3746(2002)05-0010-031,223StudyontheParametersofPileSoilContactSurfaceElement/XUHong2fa,WUHua2jie,GUOShao2ping,2LIAOTie2ping(1.DepartmentofEarthScience,NanjingUniversity,NanjingJiangsu210093,China;2.EngineeringInstitute,PLAUniversityofScien
3、ceandTechnology,NanjingJiangsu210007,China;3.BeijingNo.8SanatoriumofArms,GENERALSTAFF,Beijing100044,China)Abstract:Theanti2upliftperformancesofpilearecloselyrelatedtocharacterofthecontactsurface.Thecorrectselectionofthemechanicsparametersofcontactsurfacehasanimportantroleintheana
4、lysisoftheanti2uplifttheoryofpile.Ac2cordingtothepoint2surfacecontactmodelofpilesoilcontactsurfaceandCoulomb’sfrictiondeformationprinciple,thevalueaboutthepilesoilcontactsurfacefrictionparametersarepresentedbasedonthetestanalysisoftengroupssoilstruc2ture(steel,concrete)shearfrict
5、ionandconcludethattheresultswillhaveimportantreferencevalueforthecorrectvalueofpilesoilcontactsurfacemechanicsparameters.Keywords:pile;soil;contactsurface;parameterstudy桩的承载力主要由2部分组成,一是桩侧摩阻单元应用较为广泛,该方法的详细介绍见相关文[3~6]力,二是桩端阻力。对于抗拔桩或超长桩,摩阻力起献。Goodman单元(即无厚度节理单元)模型主要作用。桩侧摩阻力是桩土之间相互作用
6、而产生虽然能模拟接触面的相对滑移和张开,但量值较小,的结果,只有当桩土之间产生相对位移时,摩阻力才当产生较大滑移、张开、重叠后往往引起解的不收[7~9]能得到发挥。在进行荷载传递机理研究时,必须要敛。本文采用了点面接触模型来模拟桩土接了解桩土接触面的力学性状,建立合理的力学模型触面,该模型的特点是能进行大变形计算,如较大尺以及合理的力学参数。在桩土体系数值计算中,确[10]寸的张开、滑移等。点面接触模型中,有2个重定接触面单元的力学参数也非常重要,但由于桩土要的力学参数:摩擦系数f和切向刚度Kt。接触面单元参数的研究资料较少,许多参数都是“拍本文在10组
7、土-结构(钢、混凝土)剪切摩擦试脑袋”定的,使得计算结果的误差较大,因此对接触验结果研究的基础上,对桩土接触面摩擦参数的取面单元参数进行专门研究很有必要。值问题进行了分析,得到了一些结论,对于桩土接触桩-土接触变形问题是一类非线性,但它既非面力学参数正确取值有一定的参考价值。几何非线性也非材料非线性,而属于边界条件非线[1、2]性问题。目前提出的接触面单元模型很多,在1桩土接触面摩阻力系数[3]岩土工程中以1968年Goodman等人提出的节理桩的抗拔特性与接触面的特性密切相关,正确收稿日期:2002-01-22;改回日期:2002-07-29基金项目:
8、中国博士后科学基金资助项目(2001年批准)作者简介:许宏发(1964-),男(