水平偏心受荷群樁響應(yīng)及影響因素分析.pdf

1、樁基礎(chǔ)作為常見的深基礎(chǔ)形式，常用于橋梁、海上平臺、跨海輸電塔和海上風(fēng)機等大型建筑物中。這些結(jié)構(gòu)物經(jīng)常受到風(fēng)荷載、水流荷載、船舶碰撞荷載等作用，從而引起群樁基礎(chǔ)受到較大水平荷載作用。這些荷載的作用位置和作用方向具有很大的隨機性，傳遞至群樁基礎(chǔ)時往往使樁基礎(chǔ)同時發(fā)生水平和扭轉(zhuǎn)位移，導(dǎo)致群樁內(nèi)不同位置基樁的響應(yīng)出現(xiàn)較大差別。當(dāng)某根基樁內(nèi)力超過其極限承載力時該基樁會因發(fā)生破壞而退出工作，使荷載在剩余群樁中重新分配，進而出現(xiàn)基樁依次破壞的群樁失效

2、過程。
　　本文基于彈性地基假設(shè)建立了考慮多種樁-土-樁相互作用影響的水平偏心受荷群樁分析模型。模型中考慮的樁-土-樁相互作用包括(1)兩基樁水平力間相互作用和(2)兩基樁水平力和扭矩之間相互作用;兩基樁水平力間相互作用包括受相互平行水平力的兩基樁間相互作用和受相互垂直水平力的兩基樁間相互作用。模型中單樁水平響應(yīng)采用Randolph利用有限元法得到的地表樁頭響應(yīng)計算公式;單樁扭轉(zhuǎn)響應(yīng)采用Randolph基于理想彈塑性理論給出樁頭扭

3、轉(zhuǎn)閉合解。本文對上述模型進行了擴充，集成了Randolph提出的群樁豎向分析方法，使模型具有分析任意荷載組合的能力，適合于實際工程問題的分析。
　　利用該模型分別研究了樁-土-樁相互作用、荷載作用位置和方向、群樁參數(shù)以及地基參數(shù)對水平偏心加載群樁響應(yīng)的影響規(guī)律，探討了群樁受到撞擊時的最不利受力位置及方向。利用擴展模型研究了承臺傾覆對高承臺群樁響應(yīng)的影響。
　　研究發(fā)現(xiàn)，樁-土-樁相互作用降低群樁水平承載力，對群樁抗扭承載力的

4、影響與群樁規(guī)模有關(guān)，樁-土-樁相互作用降明顯增大樁頭剪力間差異，是造成樁頭剪力和樁頭位移方向不一致的主要原因之一;承臺水平位移和承臺扭轉(zhuǎn)角隨樁間距減小，基樁樁頭剪力隨樁間距的增大趨于均勻;承臺位移和承臺扭轉(zhuǎn)角隨承臺高度的增大而增大;基樁樁頭剪力隨承臺高度趨于均勻;考慮承臺傾覆時，群樁水平位移顯著增大，且基樁樁頭剪力大小和方向均有所差異，成為導(dǎo)致樁頭剪力和位移方向不一致的另一個原因。
　　相同基樁數(shù)目的群樁在不同布置形式下的表現(xiàn)的存

5、在差異，正方形布置形式群樁各方向上水平剛度相同，樁頭剪力分布最均勻;三角形布置群樁在某一方向的水平承載力大于正方形布置群樁，但基樁樁頭剪力均勻性較差;圓形布置群樁在任意方向上水平剛度相同，但樁頭剪力分布均勻性不及矩形布置群樁;不規(guī)則布置群樁樁頭剪力均勻性差，不利于群樁整體承受外部荷載。
　　水平荷載作用位置和作用方向影響群樁中荷載分配規(guī)律，使群樁存在最不利受荷情況。對于均勻布置的群樁，最不利受力位置一般為承臺角部，最大樁頭剪力總是