坡體中樁基的受力特性分析.pdf

1、在山地城市中，房屋建筑常常在環(huán)境幽雅，依山傍嶺之處建造，這樣不可避免地出現(xiàn)一些樁基建筑在坡體中，此外連接兩岸山體作為橫向交通的橋梁，其樁基也需要支承在帶斜坡的基巖上或土體中。這類問題在工程建設(shè)中屢見不鮮，然而國內(nèi)對樁基受力機理的研究主要針對設(shè)置在平地中的樁基，對設(shè)置在坡體中的樁基的研究還不多見，即便在目前涉及這一問題的文獻(xiàn)也是屈指可數(shù)。 本文在分析研究國內(nèi)外有關(guān)樁土共同作用分析方法以及研究狀況的基礎(chǔ)上，通過建立樁土共同作用的耦合

2、分析模型，對處于平地中的樁基及不同坡度的坡體中的樁基進(jìn)行了受力特性研究。其工作的內(nèi)容包括兩個方面： (1) 針對坡體中的樁土體系，用面向?qū)ο蟮腃++程序語言編制有限元程序。為了更好地模擬樁土之間的相互作用特性，設(shè)置了16節(jié)點接觸面單元。采用國內(nèi)外廣泛使用的Duncan-Chang模型為該程序的本構(gòu)模型，并對土質(zhì)邊坡中的樁基進(jìn)行了分析。通過算例分析比較了平地中的樁基與不同坡度的土質(zhì)邊坡中的樁側(cè)摩阻力分布形狀。 (2) 結(jié)合

3、大型通用有限元軟件ANSYS，對不同坡度的巖質(zhì)邊坡中的樁基進(jìn)行了三維有限元分析。計算中巖體采用DP模型，利用面面接觸單元考慮巖體與結(jié)構(gòu)交界面的狀態(tài)非線性。通過算例得出平地及不同坡度巖質(zhì)邊坡中的嵌巖樁側(cè)摩阻力沿樁身的曲線分布形狀。 主要結(jié)論如下： (1) 樁側(cè)摩阻力曲線具有明顯的非線性特征。巖土參數(shù)對樁側(cè)摩阻力的影響較大，巖質(zhì)邊坡和土質(zhì)邊坡的樁側(cè)摩阻曲線的分布情況不同。 (2) 樁身側(cè)摩阻力明顯地參與著承載作用。在

4、同一坡度的坡體中，隨著樁頂荷載的增加，樁身側(cè)摩阻力隨之增加；但樁身側(cè)摩阻力分擔(dān)樁頂荷載的比例逐漸減小，樁端阻力分擔(dān)樁頂荷載的比例逐漸增大。在同一荷載作用下，隨著坡度的增大，端阻力分擔(dān)樁頂荷載的比例增大，側(cè)摩阻力分擔(dān)樁頂荷載的比例減小。 (3) 坡體中的樁側(cè)摩阻力與平地中的樁側(cè)摩阻力的分布趨勢不同。主要體現(xiàn)在：在平地中樁基四個側(cè)面的摩阻力值完全相同，在同一坡體中樁基的臨坡面、背坡面和側(cè)面的摩阻力值不同(兩個側(cè)面的摩阻力很接近，視為

5、值相同)，其分布趨勢各有其特點。 (4) 30 o及60 o坡體中的樁基，在承載機理上顯示出一定的差異性，側(cè)摩阻力曲線的分布形態(tài)各異。隨著樁頂軸力的增大樁基三個面的摩阻力值都有所增大，但增大幅度不盡相同，其中背坡面的摩阻力值增幅最大，側(cè)面和臨坡面的摩阻力值的增幅較小。 (5) 垂直邊坡是邊坡中的一種特殊情況。樁側(cè)摩阻力的發(fā)揮臨坡面最小，側(cè)面與背坡面較大。與30 o坡體和60 o坡體中樁基的側(cè)摩阻力分布趨勢不同。