桩-土相互作用下单桩沉降影响因素的数值分析.pdf

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1、2009年4月探矿工程(岩土钻掘工程)43桩一土相互作用下单桩沉降影响因素的数值分析孙亮，高金川(1．中交天津港航勘察设计研究院有限公司，天津300450；2．中国地质大学(武汉)X-程学院，湖北武汉430074)摘要：从相互作用的角度出发，探求桩土相互作用体系中单桩沉降的影响因素，试图为桩基础的承载力设计和沉降量控制找到一种理论依据，并利用有限元软件ADINA建立桩一土相互作用的数值模型并进行分析。关键词：桩一土相互作用，沉降，数值模拟，ADINA中图分类号：TU473．1文献标识码：A文章编号：1672—7428(2

2、009)04—0043～04NumericalAnalysisOnInfluenceFactorsofSinglePileSettlementunderPile-soilInteraction~SUNLiang，GAOJin—chuan(I．CCCCTianjinHarborConsultantsCo．Ltd，Tianjin300450，China；2．Engineering-FacultyofChinaUniversityofGeoscience，WuhanHubei430074，China)+Abstract：Bas

3、edontheinteractionofpileandsoil，thisarticleexploredtheinfluencefactorsofthesinglepilesettlementinpile·soilinteraction，andtriestofindatheorybasisforthedesignonbearingcapacityofpilefoundationandsettlementcon—tro1．FEMsoftwareADINAWasusedtoestablishthenumericalmodelo

4、fpile-soilinteraction，whichWasappliedtosolvetheproblem．Keywords：pile—soilinteraction；settlement；numericalsimulation；ADINA随着我国经济的快速增长，高层、超高层建筑得桩一土之间的滑动关系相当复杂，为了简化分到了迅速的发展，然而高层建筑因为层数多，荷载大析，做了如下的假定：而对地基基础的要求越来越高，对基础的设计与施(1)土体本构模型为Drucker—Prage模型，桩体工提出了更高的要求。为线弹性模型，桩

5、一土接触采用库仑摩擦形式；《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)(2)考虑自重初始应力场，桩顶荷载施加模拟中规定：对于以控制沉降为目的的桩基，在基础设计静载试验的加载方法，并假定荷载产生的超孔压有中，应考虑桩一土相互作用的效应。然而如何合理足够的时间消散。每次施加荷载设为200kPa。考虑桩土相互作用产生的桩基沉降问题，是近年桩计算时设桩体的弹性模量为25500MPa，白松基础研究所面临的新课题。比取0．167，土体的重度为l8．80kN／m’，粘聚力为近年来，桩土相互作用下桩基的沉降问题引起25kPa，内

6、摩擦角为3O。，接触面摩擦系数肛=0．42，了国内外学者的高度重视，特别是单桩的沉降的影桩土接触粘聚力为16kPa。响因素问题。单桩的沉降直接关系到群桩的沉降问土的弹性模量为6MPa，模拟后处理的桩顶位题，是预测群桩沉降的基础。另外，大直径的钻孔灌移随荷载变化展示如图1～4。注桩由于承载力大，通常可以采用单桩的型式来支撑建筑物或桥梁的上部荷载，因此对单桩沉降分析的准确性要求越来越高。1参数的选取与模型建立为了能够得出桩一土相互工作结果的变化规律，对桩进行二维数值模拟，并且对于每一物理模型，分别改变它的桩径、桩土模量等条件

7、，以总结其对单桩沉降的影响规律。为桩基础设计提供参考。围1荷载为200kN时的沉降圈收稿日期：2008—07—06作者简介：孙亮(1985一)，男(汉族)，黑龙江齐齐哈尔人，中交天津港航勘察设计研究院有限公司，地质工程专业，硕士，从事勘察设计工作，天津市塘沽区中心路增1号，slda1981@163．corn；高-~'-111(1963一)，女(汉族)，陕西宝鸡人，中国地质大学(武汉)副教授，工程地质专业，从事岩土工程勘察、城市地质灾害研究与治理、基础工程方面的教学和科研工作，湖北省武汉市鲁磨路，gjinc@126．COr

8、n。探矿工程(岩土钻掘工程)第36卷第4期端阻力的大小，桩顶荷载与桩侧阻力和桩端阻力的AD变化关系如图6、图7。3O▲2520羹15姜1055001000图2荷载为400kN时的沉降图桩顶荷载／kN土的弹性模量与桩沉降的关系圈A瓣800700藩lN600500400300200lO00200400600l000互＼蛊