基于应变增量迭代的单桩分析方法

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1、第43卷第7期同济大学学报(自然科学版)V0I．43No．72015年7月JOURNALOFTONGJIUNIⅥRSITY(NATLIILSCIENCE)Ju1．2015文章编号：0253374X(2O15)07—0993．07基于应变增量迭代的单桩分析方法杨军，杨敏(同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海200092)摘要：结合单桩荷载传递模型基本假定，提出一种计算分层单桩竖向极限承载力和沉降量的确定是桩基础土中竖向受荷单桩桩身变形和内力的迭代算法．该算法在假设计的重要内容．目前，计算单桩竖向承载力与沉降定桩顶沉降的前提下，通过对桩身应变和桩周土

2、弹簧反力积的方法主要包括弹性理论法_1]、荷载传递法[、剪切分，求得桩身各部位的变形、内力及应变，并以桩身应变增量位移法r3]、有限元法[]等．其中，荷载传递法因计算收敛控制迭代过程，进而得到桩身摩阻力和端阻力分布及相过程相对简便，能较好地反映桩土间非线性关系和应的桩顶竖向荷载．算例分析表明，该算法对多种类型荷载适应地层的复杂变化等优点，更易于为工程界所传递函数具有良好的适应性，计算值与实测值和其他方法的接受．计算值具有较好的一致性．传递函数确定和模型求解是决定荷载传递法能关键词：单桩；应变增量；荷载传递；承载力；沉降；迭代否成功应用的关键．国内外学者围

3、绕前者开展了丰算法富的研究工作，提出了一系列实用性较强的荷载传中图分类号：TU473．12文献标志码：A递函数r5书]，如多折线函数、双曲线函数和指数函数SinglePileAnalysisBasedonStrainIncrement等．但是，鲜有文献对模型求解方法进行探讨．目前，模型求解主要有解析法和数值法两种途径，数值方Iteration法对桩身特性和地层变化具有更好的适应性，并且An，M／n能够方便地考虑土体非线性特性，因而得到更为广(KeyLaboratoryofGeotechnicalandUndergroundEngineeringofthe

4、泛的重视，不同学者基于各种计算原理提出了相应MinistryofEducation，TongjiUniversity，Shanghai200092，China)的数值算法，如位移协调法l_2]、矩阵位移法l_1o]和能量法[11-12]．Abstract：Combinedwiththebasicassumptionofloadtransferringmethod，aniterativealgorithmwasestablished位移协调法假定桩端产生某较小沉降量，依次foranalyzingthedeformationandaxialforceofpi

5、leshaftin向上对桩身各单元荷载与位移进行传递，以各单元layeredsoil．Giventhesettlementofpiletop，the位移增量收敛作为迭代的控制条件，可得到桩顶荷displacement，axialforceandstrainofpileshaftcouldhe载和相应沉降．该方法既可以手算，也可编制程序进obtainedthroughintegratingthestrainofpileshaftandthe行计算，但桩身单元的位移迭代过程较为繁琐，计算springforceofsoilaroundpile．Theproce

6、dureforiteration量较大．Kiousis等[9]对该方法进行改进，将求解桩wasdominatedbythestrainincrementconvergenceofpileshaft．Thenthepilesidefrictionresistance，piletip身各单元位移协调用桩身整体位移协调条件代替，resistanceandloadonpiletopwerealsoobtained．Acase在划分较少单元数目的情况下仍能获得较为理想的studyindicatesthattheproposedmethodhasgoodadapta

7、bility计算精度，但该方法仍采用自底向上的求解思路．在withvariousloadtransferringfunctionsandisgenerallyin求解桩身压缩性较大，桩身下部桩土相对变形为零goodagreementwiththefield—observedvaluesandcalculated的长摩擦桩时，需首先假定桩身某单元计算结点处resultsfromotherapproaches．产生某较小沉降，从该位置开始沿桩身依次向上进Keywords：singlepile；strainincrement；loadtransferring；

8、行荷载位移传递，经过多次试算才能得到桩顶荷载一hearingcapacity；s