不同桩距超长群桩承载特性的有限元分析.pdf

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1、第4O卷第5期建筑技术开发Vo1．40，No．52013年5月BuildingTechniqueDevelopmentMav2013不同桩距超长群桩承载特性的有限元分析李海元王成华(1．中国电子工程设计院，北京100840；2．天津大学建筑工程学院，天津300072)[摘要]采用三维有限元程序分析了桩距对竖向荷载作用下超长群桩的承载性状的影响。土体本构关系采用Duncan—Chang双曲线非线性弹性模型，桩、承台采用线弹性模型，桩一土界面采用刚塑性无厚度接触面模型。讨论了桩距对超长群桩荷载一沉降关系、摩阻

2、力分布、承台底土荷载分担比、基桩之间的荷载分配以及基桩之间的沉降差异的影响。得到了超长群桩承载性状与桩距之间相互关系的一些规律，对实际的工程实践具有一定的指导意义。【关键词]超长桩；群桩；有限元；桩距[中图分类号]TU473．11[文献标志码]A[文章编号]1001—523X(2013)05—0018—04FINITEELEMENTANALYSISoFBEHAVIoRoFSUPER—LoNGPILEGRoUPSWITHDIFFERENTPILESPACELIHai-yuanWangCheng·-huaUs

3、ingthe3Dfiniteelementmethod，thebearingcapacitybehaviorandloadtransfermechanismofsuper—longpilegroupswithdifferentpilespacehavebeenanalyzed．Duncan—Changnonlinearelasticmodelisusedtosimulatetheconstitutiverelationofsoils，linearelasticmodelisusedtosimulateth

4、econstitutiverelationofconcrete；andtheGoodmanmodelisadoptedincontactplane．Influencesofpilespaceuponload—settlement、distributionofLateralfrictionresistance，theratioofloadsdistributetothesoilbeneathpilecaptothetotalloads、loaddistributionamongpiles，different

5、ialsettlementamongpiles，havebeenanalyzed．Someactionlawsofsuper-longpilegroupswithdifferentpilespaceareobtained．Andsomereferencesfortheoreticalresearchandengineeringpracticeareprovided．[Keywords]super—longpiles；pilegroups；Finiteelementanalysis；pilespace近年来

6、随着超高层建筑以及大跨度桥梁的大量性能，带有很大的地域性和离散性，因此，研究超长建设，超长桩因其具有承载力高等优点在工程中被群桩的承载特性具有很大的理论和实践意义。本：艾大量应用。阳吉宝、池跃君、张忠苗等学者¨“对超利用考虑桩土相互作用的三维非线性有限元分析程长桩承载性状进行了研究，取得了丰富的研究成果，序研究竖向荷载作用下桩距对超长群桩承载性能的但是主要集中在对超长单桩的研究。在实际工程影响。主要讨论了桩距对超长群桩荷载一沉降关中，尤其在超高层建筑中，超长桩多以群桩的形式被系、摩阻力分布、承台底土荷载分

7、担比、基桩之间的使用，竖向荷载作用下的超长群桩基础与超长单桩荷载分配以及基桩之间的沉降差异的影响。的承载特性有什么区别，超长桩的群桩效应如何，这1有限元模型及参数方面的研究很少见有报道。由于超长群桩通常长度本文采用三维有限元程序进行模拟，承台单元、大，承载力高，受到试验条件的限制，在实际的桩基桩单元、土单元均采用三维8节点六面体单元；土的工程中主要根据单桩的承载性能来推算群桩的承载应力一应变关系采用Duncan—Chang非线性模型，为了考虑中主应力的影响，凡是盯为变量的地收稿日期：2013—02—15作

8、者简介：李海元(1982-)，湖南人，毕业于天津大学，硕士，工程师，方，用／代替71；承台和桩体采用线弹性国家一级注册结构工程师，现主要从事结构设计及咨询模型；桩、土接触界面采用三维8节点刚塑性无厚度工作。接触面模型；在半无限地基的有限元分析中，困难在18第4O卷李海元，等：不同桩距超长群桩承载特性的有限元分析第5期于如何确定边界的位置，处理不当就会歪曲整个位移场和应力场，为了使计算结果更真实地反映实际的受力情况并与空间8节点