大直径嵌岩桩承载特性的数值模拟分析.pdf

《大直径嵌岩桩承载特性的数值模拟分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、王鲁杰：大直径嵌岩桩承载特性的数值模拟分析125DOI：10．13905／j．cnki．dwiz．2015．02．047大直径嵌岩桩承载特性的数值模拟分析王鲁杰(上海地铁维护保障有限公司，上海200070)【摘要】基于剪胀理论，利用有限元软件对实际桩基工程进行数值模拟。通过模拟结果的应力及沉降云图对比分析，得出了不同因素对桩基承载力及桩侧摩阻力发挥的影响规律，对类似工程具有指导和借鉴意义。【关键词】剪胀理论；嵌岩桩；数值模拟【中图分类号】TU473．11【文献标识码】B【文章编号】1001～6864(2015)02—0125—03数值模拟相对于现场试验和室内模型试验可以更灵活表1单桩数值

2、模拟方案的控制变量来模拟施工过程J，通过有限元计算结果与现场实测数据进行相互比较、相互印证，能直观的了解模型内部应变、应力情况，理解桩的工作性状。本文通过有限元软件对工程实例进行数值模拟，通过不同成桩工艺及影响参数的对比分析，得出桩基承载力及桩侧摩阻力发挥的规律，对类似工程具有指导和借鉴意义。1模型的建立模型采用轴对称结构分析，桩采用线弹性模型，土体采模拟过程中采用分级加载的方式，其取值按上部实际用Molu—Coulomb本构模型。在桩与土体之间建立摩擦接荷载施加，荷载在桩顶面施加均布荷载，分别为：4．6X10、触面，摩擦系数根据施工工艺(结构面粗糙程度)选取。定10X10、14．5×1

3、0’、233X10、35×10’kN；Mohr—Column．义桩基为主接触面，土体为从接触面，接触面法向采用硬接弹塑性本构模型中岩土体力学参数依据该特大桥地质勘查触。桩端与土体的接触与桩侧相同J。报告，并参考工程地质手册(第四版)及公路桥涵地基与基考虑到边界效应，模型尺寸为15mX15mX60m，桩长础设计规范，模型材料主要的力学参数如表2所示。40m，桩径2．5m，模型边界条件为左右两侧水平向约束，底部为垂直约束。数值模拟的施工过程为：初始地应力平衡表2模型计算参数一移除待开挖土体一移人桩体一施加荷载。通过设置场变量消除地应力平衡土体与桩的差异沉降。为考虑冲击成孔灌注桩泥皮对承载力的

4、影响，设计了4组方案，如表1所示。通过四组数据的对比，得出上覆土层及施工工艺对荷载传递的规律的影响。人工挖孔桩面面接触采用粗糙接触，冲击成孔灌注桩的面面接触系数则是根据岩层参数选取J。4结语参考文献通过本次监测及时掌握了巴彦县步行街地下商业街基坑工程开挖全过程中周边建筑物沉降变形情况，达到了合[1]周志字．建筑工程沉降观测点测量技术应用的探讨[J]．城同规定监测的目的。在基坑开挖过程中，会对周边建筑物市建筑，2013，(8)：118—120．产生影响，通过对基坑周边进行实时监测，掌握周边环境的[2]柳旭，廖明外，赵炳臣．基坑监测技术在沉井施工中的应用[J]．施工技术，2013，SI：56

5、—59．变化动态，能够为基坑安全稳定的开挖提供保证，在出现异f3]李海礁．基坑周围建筑物沉降观测与分析[J]．勘察科学技常沉降现象时，提前预警，为基坑开挖防护工作提供客观依术，2012，(3)：33—36．据。在基坑开挖全过程中，将结构的变形严格控制在规范[4]GB50497—2009，建筑基坑工程监测技术规范[s]．限制中，保证施工的安全，同时积累的资料，能够为以后类似工程提供参考。[收稿日期]2014—10—21[作者简介]田得有(1993一)．男，哈尔滨人，本科在读，研究方向：土木工程专业(建筑工程方向)。126低温建筑技术2015年筇2期(总第200别)、为分析不同因素的影响，首

6、先验证本模型的正确性，对测值除桩端一定范围内有很大差异外，前35m基本吻合；但模拟实际工况的Pilel7_2方案进行uv数据整理，其结果如图1在35MN作用下，模拟值与实测值差别较大，这可能是由于所示，其结果与实测基0本吻5合，验证：了2模加型的正确如性。加随荷载增加，实际孔壁粗糙面逐渐剪断贯通，滑动面摩擦数系降低，而在模拟中岩体却并未屈服，所以差别较大。所以桩身轴力／MN在后续单影响因素分析中s采、用辑第四级荷载的模拟结果来进0l0203O行探讨。Om加∞O2承载力影响因素分析2．1孔壁粗糙度对承载力的影晌17为全嵌岩桩，其模拟结果如图2一图5，考虑泥皮效果的冲击成孔灌注桩模拟数据与实

7、测基本一致，而人工成孔桩模拟值与实测差别较大，但与实际人工挖孔桩趋势吻合]，可以为干作业人工挖孔嵌岩桩的设计和施工提供借4ll231123M0石MO吼MSM3M0v{M6MO乱M5M3M0鉴和参考。NNNNNNNNNN实实宴实宴实实实实实由图3可知，人工成孔桩的侧摩阻沿深度先增大后逐渐测测穗穗穗溅村测铡曲曲血盥随曲曲曲曲曲线线钱线绶线绒线线线衰减，随荷载的增加，峰值逐渐下移，并且在前四级荷载作用下，嵌岩深度在20m以下桩段侧摩阻并没