超長(zhǎng)樁屈曲穩(wěn)定分析.pdf

1、近年來，隨國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大型基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目越來越多，特別是在我國(guó)沿海軟土深厚的華東地區(qū)出現(xiàn)了大量的高層建筑和特大型橋梁建設(shè)項(xiàng)目。自由長(zhǎng)度較大的高承臺(tái)樁和超長(zhǎng)樁得到了廣泛的應(yīng)用，當(dāng)樁周圍的土較軟弱或易液化，樁自由長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)易發(fā)生屈曲。鄒新軍博士通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了超長(zhǎng)樁存在屈曲問題，指出傳統(tǒng)的m法不適應(yīng)于超長(zhǎng)樁穩(wěn)定的計(jì)算。因此有關(guān)豎向荷載下的樁身屈曲穩(wěn)定己受到橋梁、港口、建筑和礦業(yè)等工程領(lǐng)域進(jìn)一步的重視。但目前僅對(duì)普通樁基的穩(wěn)定計(jì)算分析較為

2、成熟，而對(duì)超長(zhǎng)及樁的穩(wěn)定研究卻鮮為報(bào)道。 為此，本文在傳統(tǒng)地基土水平抗力模型的基礎(chǔ)上提出C值法與常數(shù)法相結(jié)合的組合模型。并基于最小勢(shì)能原理，推導(dǎo)出頂部集中荷載作用下，部分埋置于Winkler地基中的超長(zhǎng)樁的臨界荷載公式。 基于組合模型，利用推導(dǎo)出的臨界荷載公式求得超長(zhǎng)樁臨界荷載值，并與土體水平抗力經(jīng)典的m法，常數(shù)法相比較，計(jì)算結(jié)果表明本文模型計(jì)算得到的臨界荷載值比較合理，m法計(jì)算的臨界荷載偏大。系統(tǒng)地探討了樁身自重，地基

3、反力系數(shù)分布模式，樁身埋置率以及復(fù)合模型中不同比例系數(shù)等因素對(duì)樁身屈曲穩(wěn)定的影響，在這些因素中重點(diǎn)討論了學(xué)術(shù)界有爭(zhēng)議的樁土摩阻力對(duì)樁穩(wěn)定的影響。基于復(fù)合模型，本文對(duì)超長(zhǎng)樁摩阻力對(duì)基樁穩(wěn)定的影響進(jìn)行了分析，計(jì)算結(jié)果表明摩阻力對(duì)基樁穩(wěn)定影響顯著。并利用m法對(duì)普通樁摩阻力對(duì)基樁穩(wěn)定的作用進(jìn)行了探討。指出摩阻力對(duì)基樁穩(wěn)定的影響與樁土變形系數(shù)有關(guān)，當(dāng)基樁變形系數(shù)小于某值時(shí)應(yīng)當(dāng)記取摩阻力對(duì)基樁穩(wěn)定的影響，樁土變形系數(shù)較大時(shí)可以忽略摩阻力。

4、利用大型有限元軟件Ansys對(duì)基樁的穩(wěn)定進(jìn)行了模擬計(jì)算分析。同時(shí)進(jìn)行了參數(shù)化研究，利用該模型分析了縮頸、蜂窩等初始缺陷，樁側(cè)土體彈性模量、內(nèi)摩擦角、粘聚力、樁體傾斜及樁體埋置率等因素對(duì)基樁穩(wěn)定的影響，通過對(duì)結(jié)果分析得到當(dāng)樁身缺陷越靠近地表面，對(duì)基樁的屈曲極限承載力影響就越大；并且當(dāng)樁身缺陷在地表面時(shí)，隨著樁身有效截面的縮小，屈曲極限承載力降低較快。樁身的初始傾斜將導(dǎo)致基樁的極限屈曲荷載隨著基樁的傾斜角度大致呈線性降低，此外樁體的埋置率對(duì)