双排承重阻滑桩受力特性的有限元分析

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1、工程设计GrainDistributionTechnology双排承重阻滑桩受力特性的有限元分析刘广轩，康民启（中粮郑州科技(郑州)有限公司，郑州450053）摘要：借助大型非线性有限元软件ADINA建立了双排承重阻滑桩基的三维受力模型，分析研究了不同荷载组合双桩结构的受力承载机理，同时对复杂荷载下双桩结构的受力特性进行了计算、分析和比较，为类似的结构设计提供重要的参考依据。关键词：有限元分析；双桩结构；承载机理；边坡效应Thefiniteelementanalysisofmechanicalchara

2、cteristicsofthedouble-rowload-bearingandanti-slidepileLiuGuangxuan,KangMinqi（COFCOEngineering&Technology(Zhengzhou)CO.,Zhengzhou450053,China）Abstract：Usinglarge-scalenon-linearfiniteelementsoftwareADINA,Thethreedimensionalstressmodelofthedouble-rowload-b

3、earingandanti-slidepileisestablished,analysingtheload-bearingmechanismofdouble-rowpilestructure,andthemechanicalcharacteristicsofthestructureofdoublepileundercomplicatedloadcalculationareanalyzedandcompared,Providingimportantreferencebasisforsimilarstruc

4、turaldesign.Keywords：Thefiniteelementanalysis;Double-rowpilestructure;Load-bearingmechanism;Slopeeffect中图分类号：U443.15文献标识码：A文章编号：1007－3582（2014）06－0012－04乏，为此本文将借助大型非线性有限元软件ADINA1模型建立建立双排承重阻滑桩的三维受力模型，对其承载力近几十年来，桩基单纯竖向承载力、水平承载力机理和受力特性进行探讨。的理论计算方面取得长足的进步，但随

5、着工程建设三维模型xy平面如图1所示。的迅速发展，桩基的承载性状越来越复杂，例如：建在边坡边缘的高层建筑桩基、沿边坡延伸的道路桥梁桩基等，该类型的桩基在承受较大竖向荷载的同时，还要承受边坡蠕动变形或滑移破坏产生的土体推力，相比平地类桩基，该类桩基础受力形式更为复杂，承载机理也存在明显差异。赵明华等对此类受力特性的单桩进行大量理论及试验研究，探讨了轴横［1~2］荷载及倾斜荷载下单桩的受力特性；杨明辉等对横坡段桥梁双桩结构进行了理论研究，推导了内力［3］计算公式，并以试验验证了计算分析的合理性。但目前针对承

6、重阻滑的双桩结构的研究资料还很匮收稿日期：2014-08-01作者简介：刘广轩（1984-），男，助理工程师；专业方向为岩土工程。康民启（1984-），男，助理工程师；专业方向为结构工程。图1有限元模型剖面尺寸图/m126/2014粮食流通技术工程设计GrainDistributionTechnology模型长85m，高65m，边坡角度45°，x方向纵向延的过程为：第一步，对三维模型施加重力，计算边坡伸36m。柱身和桩基皆采用正方形截面，边长2m，柱初始应力场；第二步，将边坡桩孔位置的岩土体单元高15m

7、，桩间距7m，桩长36m，嵌固深度6m。同时对设置为“死单元”，计算模拟桩基成孔过程中，地应力坡体工程地质情况进行简化，分为3层：上层强风化的释放及孔壁岩土体内力的重分布，并将模型的地岩层20m，中间中风化层15m，下层微风化岩层30m。应力导出。第三步，将第二步中“死单元”删除，建立为了便于计算分析，且较好模拟边坡实际的变双桩结构的模型，并设置桩身与岩土体对应部位的形性态，本文对模型的边界做如下假定：坡面和地表接触模拟，跟踪模拟桩土变形的受力状态。然后将第面均为自由边界，竖向边界设置水平向位移约束，底

8、二步计算的地应力导入，便完成了桩基施工后，桩基面边界全约束；柱顶自由，通过设置桩基与边坡岩土和边坡初始工程状态的模拟。层的接触面，以形成的相应接触对来模拟桩土接触变基于以上步骤，分析竖向荷载下桩基承载力形，接触允许出现滑动和分离，并且在桩端设置与桩的发挥对边坡应力状态的影响。即完成上述第三步端形状一致的接触单元；模型采用三维二十节点六面后，在前后柱顶分别施加8000kN的竖向荷载，分体单元进行划分，并对边坡坡脚处的楔形单元进行退10级加载。