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《堆載作用下單樁負(fù)摩阻力性狀分析修改后》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、堆載作用下單樁負(fù)摩阻力性狀分析長(zhǎng)沙市望城區(qū)城市建設(shè)投資集團(tuán)有限公司郭開(kāi)宇摘要：基于某大型有限元軟件建立了三維樁土分析有限元模型，分析了負(fù)摩阻力的形成過(guò)程，揭示了摩擦型、端承型樁負(fù)摩阻力工作性狀的異同，研究了樁頂荷載大小對(duì)樁側(cè)負(fù)摩阻力的影響。關(guān)鍵詞：堆載；負(fù)摩阻力；下拉荷載；中性點(diǎn)；有限元法TheAnalysisOfpilenegativeskinfrictionbehaviorsunderHeapedIoadCityConstructionInvestmentGroupCo.,Ltd.inwangchcngtownKaiyuguoAbstract:basedonAlarge—scalef
2、initeelementanalysissoftware,itisestabIishedaboutthethree-dimensionalfiniteelementmodeIofpileandsoil,andanalyzedtheformingprocessofnegativefriction,revealsthesimilaritiesanddifferencesoffriction,endbearingpilenegativeskinfrictionbehavior，theinfluenceofpiletoploadonpilesidefrictionresistance.Keywo
3、rds:Heapedload,negativeskinfriction,Download,Neutral，F(xiàn)initeElementMethod1引言樁的負(fù)摩阻力的產(chǎn)生，將使樁的外荷載加大，樁的承載力相對(duì)降低，且樁基沉降加大，因此，研宂樁側(cè)負(fù)摩阻力問(wèn)題對(duì)樁基設(shè)計(jì)具有重要的意義。A前，國(guó)A外學(xué)者在理論計(jì)算［1］、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)
4、2"3］、室內(nèi)模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬等幾個(gè)方面對(duì)樁基負(fù)摩阻力進(jìn)行了研宄。但由于理論模型方法是研宄人員基于樁土相互作用作出的受力假設(shè)得出的，因此要精確地計(jì)算負(fù)摩阻力十分困難，目前，W內(nèi)外大都采用近似的經(jīng)驗(yàn)公式估算。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者也進(jìn)行了一系列室內(nèi)模型試驗(yàn)研宄［4"5］,并取
5、得了一定的成果，但它只能部分反映某些較為簡(jiǎn)單的地質(zhì)情況，適用范圍有一定的局限性。近年來(lái)，數(shù)值模擬技術(shù)在巖土工程界得到了廣泛應(yīng)用，LeeCJ等
6、6_7］基于ABAQUS有限元軟件，建立了考慮樁土相對(duì)滑移的群樁負(fù)摩阻力特性分析的三維數(shù)值模型，分析了樁間距、樁基數(shù)目、樁基位置、打樁方法、等對(duì)群樁效應(yīng)的影響。Comodromos等［8］利用FLAC3D軟件對(duì)層狀地基中樁基負(fù)作者簡(jiǎn)介：郭開(kāi)宇（1976J1）,男，漢族，湖南頦城人，工程師，現(xiàn)從事土木工程管理工作。摩阻力以及下拽力進(jìn)行了研宂。Hoque［9］基于PLAXIS有限元軟件建立了考慮地基土體固結(jié)沉降的單樁負(fù)摩阻力數(shù)值計(jì)算模型，分析丫樁土相對(duì)
7、位移、屮性點(diǎn)位置隨土體固結(jié)時(shí)間的變化規(guī)律。本文基于某大型通用有限元軟件，建立了三維樁土分析有限元模型，分析了負(fù)摩阻力的形成過(guò)程，揭示了摩擦型、端承型樁負(fù)摩阻力工作性狀的異同，研究了樁頂荷載大小對(duì)樁側(cè)負(fù)摩阻力的影響，所得結(jié)論對(duì)研宄被動(dòng)樁樁土相互作用及工程設(shè)計(jì)過(guò)程中負(fù)摩阻力的計(jì)算提供參考。2有限元模型為了分析在堆載作用下單樁的負(fù)摩阻力效應(yīng)，本文參考文獻(xiàn)［6-7］提供的模型，建立單樁三維有限元模型如圖1,模型中樁訟為20ni,直徑為0.5ni,樁周為軟黏土，樁尖以下持力層為砂土，砂土層厚20nb為一倍樁長(zhǎng)。邊界條件設(shè)定為：模型底邊約束z方向位移，側(cè)而取15m來(lái)減少邊界效應(yīng)，側(cè)而約束水平向位移，
8、豎向可以自由移動(dòng)。有限元計(jì)算以牛頓-拉菲遜迭代法為解題器，能量法為收斂準(zhǔn)則，樁土間采用Goodman接觸面單元,樁體和上體的材料參數(shù)如表1所示。表1材料參數(shù)表材料重度Y/(kN/m3)彈性模量/?/(MPa)泊松t匕V粘聚力c/kPa內(nèi)摩擦角(p/c)剪脹角^/(°)軟粘土1850.33200.1砂土(摩擦型樁)砂土(端承型樁)205500.30.13510樁體253xl040.2———3結(jié)果分析3.1摩擦型單樁為探討堆載對(duì)負(fù)摩阻力的影響，先在樁周分級(jí)施加堆載40kPa,計(jì)算得到的20m樁身軸力圖和樁側(cè)摩阻力分布圖分別見(jiàn)圖2和圖3;堆載40kPa時(shí)，計(jì)算得到的樁’及樁周土體位移圖見(jiàn)圖4。
9、圖2-圖4反映20m了在不同堆載作用下，摩擦型樁側(cè)負(fù)摩阻力的分布情況。堆載的作用，使樁周土的沉降量加大，沉降量隨著樁基入土深度增加而逐漸減小，地表處最大，其樁周上的沉降量達(dá)到144.2mm,樁底處為47.3mm,兩者相差96.9mm;由于未施加豎向荷載，堆載前樁基不會(huì)發(fā)生沉降，故在樁周上部深度范圍內(nèi)，樁周土體的沉降量大于樁身沉降量，在樁側(cè)表而產(chǎn)生負(fù)摩阻力。此時(shí)，樁身軸力自樁頂向下逐漸增大(見(jiàn)圖2),而樁身軸力會(huì)使樁身產(chǎn)生壓縮，并且傳
