超長樁荷載傳遞及傾斜荷載下樁-土數(shù)值模擬分析.pdf

1、本文首先基于超長樁的大量試驗資料建立了考慮側土軟化的荷載傳遞模型并對其進行驗證，然后利用通用有限元軟件ABAQUS模擬了橫-豎向耦合荷載作用下超長單樁及群樁，對成層土與樁的相互作用進行了計算分析和參數(shù)化研究。在此基礎上，對單排斜樁和群樁結構進行了優(yōu)化設計，具體研究如下： 1、本文基于超長樁大量試驗資料，對傳統(tǒng)的荷載傳遞模型進行改進，建立與超長樁側土工作性狀相適應的彈性-軟化-穩(wěn)定三階段荷載傳遞模型，樁端采用雙曲線荷載傳遞模型模擬

2、土的非線性變形特性，并引入混凝土的Rusch模型用于考慮高水平荷載作用下超長樁樁身混凝土的彈塑性性狀，從而建立了與超長樁工作性狀相適應的層狀地基中超長樁荷載傳遞分析方法，并將荷載傳遞法計算結果與實測數(shù)據(jù)、有限元計算結果進行對比驗證。 2、研究橫-豎向耦合荷載作用下超長單樁樁土相互作用，重點討論了橫向荷載以及豎向荷載對樁基豎向承載力、橫向承載力以及土體豎向側摩阻力、土體水平抗力的影響。研究表明橫向荷載的存在對超長樁基礎的軸力、側摩

3、阻力、樁身彎矩有較大影響，且影響區(qū)域都集中在樁身較淺部區(qū)域。樁端土與樁周土的模量比Kbr對超長樁基礎承載力的發(fā)揮有較大作用，隨著Kbr的增大，在高水平荷載作用下超長樁基礎逐漸由摩擦樁向端承樁過渡。 3、對橫-豎向耦合荷載作用下單排樁的承臺-樁-土體系的彎矩、軸力和橫向土體抗力進行了三維數(shù)值分析，就超長樁樁頂水平位移過大，承載力不足的缺陷，對超長樁上部進行套管加固研究。研究表明，橫-豎向耦合荷載共同作用的單排雙樁結構中，前后兩樁的

4、軸力、彎矩、側摩阻力存在較大差異。套管對淺部樁身的加固能較有效降低樁頂?shù)乃轿灰疲⒛苁箿\部土體水平抗力、側摩阻力向更深部傳遞。 4、對橫-豎向耦合荷載作用下傾斜樁-土-承臺體系進行了數(shù)值模擬研究，參數(shù)敏感性分析和結構優(yōu)化設計，并結合洋山深水港工程實例對橫-豎向耦合荷載作用下的斜頂板樁碼頭結構進行了分析和驗證。通過對洋山深水港二期的斜頂板樁承臺結構非線性有限元模擬計算結果和實測數(shù)據(jù)對比研究表明，本文的數(shù)值模型具有較好的可信度?？?/p>

5、用于實際工程中的結構的局部受力進行分析和設計。當斜頂樁板樁承臺結構同時受高填土側土壓力和豎向荷載共同作用時，豎向荷載的變化對結構水平承載力影響顯著。 5、對橫-豎向耦合荷載作用下超長群樁不同布樁形式進行分析，對兩種布樁形式下的彎矩、軸力、樁頂水平力的分布和變化進行了深入研究。在相同橫-豎向耦合外荷載的作用下的群樁基礎，圓形布樁比方形布樁的水平和豎向位移均小，且圓形布樁樁身彎矩、土體水平抗力相對更小，各樁軸力分布更均勻，更有利于超