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文檔簡介
1、樁本身由于制作簡單,運輸方便,便于機械化施工且抗彎抗壓剛度大等特點得到了廣泛的應用。目前隨著港口碼頭、跨海大橋、海洋石油平臺、高層建筑物和構筑物、柔性靠船結構物、護岸護坡結構、防滑結構物、深基坑支護等的蓬勃發(fā)展,這些建筑物或構筑物在波浪力、風力、地震力、沖擊力、移動荷載等的作用下一般都承受較大的水平力,所以這些建筑物或構筑物的基礎—樁基所承受的水平力受到了高度關注。 樁的水平力研究早期成果,國內外大同小異,現(xiàn)以我國為例。在線彈性
2、地基反力法中的張有齡(1937)法,或稱為張氏法、常數(shù)法,該法至今仍被有選擇地使用,一般認為它比較適合于粘性土。因樁在地面處的撓度最大,故該法就有地面處土抗力最大的結論,有時不太合適,這是它的缺點。此外有c法、m法以及地面至樁的撓度曲線的第一零點之間,土抗力集度p按二次拋物線分布,至第一零點以下土抗力模數(shù)為常數(shù)的k法。K法因為在主要區(qū)段限定了土抗力集度p的分布圖形,而且硬性規(guī)定以樁的撓度曲線的第一零點作為土抗力模數(shù)的規(guī)律改變點,所以理論
3、根據(jù)不足。由于以上方法只有一個參數(shù),應用于彈性樁的計算時尚存在一些不足之處。其對樁在地面處的撓度、轉角和彎矩的實測值只能湊合到接近的程度,如果用其中一個反算另一個其結果相差甚遠。 最新研究成果有P—Y曲線法、NL法、港研法、雙參數(shù)法,他們的計算結果比較接近實測值,但前幾種計算方法,計算過程復雜且試驗得到的土工參數(shù)人為因數(shù)較大。雙參數(shù)法由于計算過程簡單,計算精度很高,所以是一種值得推崇的方法。 綜合剛度原理下的雙參數(shù)法,由
4、于推導正確、取值簡單、與實測值吻合較好、克服了單參數(shù)法的缺陷且又可以退化成單參數(shù)法,所以越來越受到工程界的重視。然而,按目前所用的綜合剛度原理雙參數(shù)法所推導的公式,深度冪次數(shù)這個參數(shù)的取值只能為“1”和有限個正小數(shù),這限制了參數(shù)的取值范圍且與實際不符。加之在計算中對樁沒有結合實際進行分段計算,而是對整個樁取統(tǒng)一參數(shù)計算,這就造成了樁的下半段誤差較大。 本文基于綜合剛度原理,先對樁的求解表達式中深度的冪次數(shù)進行了修正,推導了微分方
5、程的解。修正后的參數(shù)取值更廣,甚至可以取到負值,這對于樁在小荷載作用下,原雙參數(shù)由于取值限制無法求解的問題得以解決。通過實例計算發(fā)現(xiàn),對于工程中最關心也是水平承載樁設計最重要的控制條件最大彎矩,用本文的修正雙參數(shù)法可以很好的算出各級荷載作用下的值,而且在地面處的轉角,撓度值擬和也很好,對以前的單參數(shù)法是一個突破。在樁的上半段,用雙參數(shù)法計算的精度是很高的,且算法是很穩(wěn)定的。這對一般的工程設計來說,已經可以滿足要求,但樁的后半段誤差很大,
6、說明雙參數(shù)法有其局限性,在有些工程中,樁的后半段彎矩在安全,經濟上是至關重要的。這是由于雙參數(shù)法在計算樁的內力時,一直用同一參數(shù),對樁沒有分段計算,這與實際不符,造成誤差累積加大。就算是對樁進行分段,取不同的參數(shù),用雙參數(shù)法再計算,誤差還是較大,且修正的范圍還不能很好的滿足要求,這是因為對分界點以下計算時,參數(shù)取值還按分界點以上處理,實際上由于上部土的作用,分界點以下部分參數(shù)的確定是很復雜的。這就要求對樁的后半段重新求解,需要尋求一種可
7、靠的方法。對樁進行分界點確定,運用反力積分法對樁的后半段進行計算是一種可靠穩(wěn)定的方法。按剛性樁考慮由兩端位移而引起的點的位移,按簡支梁考慮由外力引起的點的位移,按簡支梁考慮由n個三角形分布的反力作用產生的點的位移相加就是樁各點的位移——這就是反力積分法思想。用反力積分法實例計算的結果表明,當雙參數(shù)法計算值與實測值比較偏小時,反力積分法計算的值就會變大靠近實測值,使工程設計安全。當雙參數(shù)法計算值與實測值比較偏大時,反力積分法計算的值就會變
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