循环荷载作用下单桩摩阻力数值模拟

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单桩不同加载条件下有限元模拟及侧摩阻力分析

ｅｔ，ｓｔｏｌｆｃｎｓｉｒｓｎｂＡｄｔｎｔｇｅｓｕａ０ｏｔｅｔｉｌａｉｅｏｔｒｓｂｔｒｏｅｍｅａｄｃｅｑｉｔｕｅａｏａｌ．ｎｅ，ｈｕｈｔｍｌｉｆｈｍｃｏｄｇｍｔ，ｅｓｅｓｅｈｄｏｌｅｓｄｓｅｎｅｈｏｒｈｉｔｎｓｎｈｈｔｄ
加载方式进行数值模拟，出桩上部荷载传递过程中桩及桩周岩土体应力及位移，出各单元的应得求
力应变，确定出桩侧法向应力，结合桩土之间摩擦试验的参数，根据莫尔一库仑理论求出桩侧摩阻力。最后将有限元数值模拟和自平衡实测侧摩阻力值进行对比，验证了在选用合理的模型和物理力学参数的基础上，有限元计算的侧摩阻力值和实测值较吻合，通过有限元方法计算获得的单桩侧摩阻力值具有一定的可借鉴性和实用性。
ＸＵｎ。ＮＡＩＬｉＹａｅ
（ｏｓｕｔｎａｄＣｌｇ。ｒｉｅｉｌ
Ｕｉｒｔｎｅｉｖｓｙ，Ｃａｇｈｎ１０２，ｈｎｃｕ３０６
）
、
Ａｓｒｃ：ｈｓｐｐｒａｐｉｄｔｅｐａｔｎｌｓｃＦＭｏｓｌｔｇｓｔｏｄｎｔｏｎｅ－ａａｃｄｍｅｏｆｓｇｅｂｔａｔＴｉａｅｐｌｈｌｓｃａｄｅａｔＥｔｉａｉｔｉｌａｉｇｍｅｄａｄｓｌｂｌｅｔｄｏｉｌｅｉｉｍｕｎａｃｈｆｎｈｎｐｌ．Ｉｕｅｏｔｃｌｍｅｔｔｉｌａｅｔｅｄｓｏｔｕａｅｂｔｅｎｐｌｄｓｉａｄｃｍｂｎｄｔｅｓｕｔｒｈｒｃｒｔｓｏｉｅｔｓｄｃｎａｔｅｅｎｓｏｍｕｔｃｎｎｅｆｃｅｅｉａｏｌｎｏｉｅｔｃｕｅｃａａｔｉｉｆｈｉｉｗｅｎｈｒｅｓｃｓ．ａ１ｋｍａｓｈｕｃｍｅ训ｏ１］ｍｃｓ．Ｔｅ０ｔｆｄｏｓｏｓｆａｉｎｏｅｓｂｌ］ｅｏｄｔａｅｓｌｂｌｃｄｍｅｏｉｄｃｉｃｄｔｔｅａａｌｄｎｏｆｈｒｃｄａｔｔｅ－ａａｅｔｄｉｆｌｏｎｉｅｎｈｏｈｆｆｎｈｎｅ

桩组负摩阻力的数值模拟

Numerical Modelling of Negative Skin Friction on Pile Groups
Y. K. Chow, C. H. Lim & G. P. Karunaratne
Department of Civil Engineering, National University of Singapore, 10 Kent Ridge Crescent, Singapore 0511 (Received 9 August 1994; revised version received 16 February
Computers and Geofechnics, Vol. 18, No. 3, pp. 201-224, 1996 Copyright 0 1996 Ekvier Science Ltd Printed in Great Britain. All rights reserved 0266-352X/96$1 5.00 + 0.00 0266-352X(95)00029-1 ELSEVIER
Id)
Fig. 1. Pile group subject to negative skin friction: (a) problem considered; (b) consolidation of upper soil les on soil.
201
202
Y. K. Chow et al.
Recognizing the group effects on negative skin friction on piles has led Broms [3], Combarieu [4] and Briaud et al. [5] to suggest empirical methods to determine the distribution of downdrag loads among group piles. These empirical methods are, however, developed based on limited data and do not provide an understanding of the behaviour of pile groups subject to negative skin friction. Poulos and Davis [6] and Kuwabara and Poulos [7] developed a simplified boundary element method to analyse negative skin friction on end-bearing pile groups utilizing Mindlin’s [8] solution in conjunction with the “mirror image” technique. This approach is, however, confined to piles bearing on a rigid stratum such as sound rock. Chin [9] and Chow et al. [LO]extended the method of analysis to the more practical situation in which the piles are socketed into a stiffer compressible stratum by using the fundamental point force solutions of Chan et al. [l I] for a layered soil. These theoretical methods enable the important parameters influencing the downdrag loads on group piles to be studied in a rational and systematic manner. The approach proposed by Chin [9] and Chow et al. [lo] is, however, complicated to implement and the computer program can be time-consuming to run for large pile groups. There is therefore a need to develop simplified methods suitable for routine analysis of negative skin friction on pile groups. In this paper, simplified methods of analysis are examined and the reliability of these methods assessed by comparison with solutions obtained from more rigorous approaches. METHODS OF ANALYSIS The problem considered is a pile group which penetrates a consolidating upper soil layer to socket into a stiffer lower bearing stratum (see Fig. 1). The

基于ABAQUS软件的单桩静载试验数值模拟

ＡＢＡＱＵＳｓｏｆｔｗａｒｅ
ＧＡＯＬｕ—ｃｈａｏ，ＹＥＳｈｅｎｇ—ｙａｎｇ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＭａｔｅｉｒａｌｓ，ＨｏｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＪａｉａｎｇｓｕＮａｎｊｉｎｇ２１００９８，Ｃｈｉｎａ）
减少；桩土相互作用变化也是 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 高桩极限承载力的手段。
关键词：单桩极限承载力；ＡＢＡＱＵＳ；摩擦系数；Ｑ—ｓ曲线
中图分类号：ＴＵ４７３．１文献标识码：Ａ
Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｉｎｇｌｅｐｉｌｅｓｔａｔｉｃｌｏａｄｔｅｓｔｂａｓｅｄｏｎ
ｂｙｃｏｍｂｉｎｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｄａｔａｏｆａｃｔｕｌａｐｒｏｊｅｃｔ，ｓｅｌｅｃｔｅｄｏｆｐｉｌｅａｎｄｓｏｉｌｍｅｃｈａｎｉｃｓｐａｒａｍｅ —
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｌａｗｏｆｕｌｔｉｍａｔｅｂｅａｉｎｒｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｐｉｌｅａｎｄｎｕｍｅｉｃｒｌａｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ

竖向荷载下钻孔灌注桩单桩的数值模拟分析

第５６期／
秦
力等：竖向荷载下钻孔灌注桩单桩的数值模拟分析
７５
一
互
一一
７３
图１Ｍｏｒｏｌｍｈ— ｕｏｂ屈服模型Ｃ
图２偏应力平面上屈服面的形状
而摩擦角控制着材料在仃平面上的屈服形状，图２见。当摩擦角的取值范围不同时，ｈ－ｏ— ＭｏｒｕＣ
ｌｍｏｂ模型也会表现出不同的性状。１２桩基试验概况与有限元模型的建立．试验时，由电动高压油泵给置于试桩面的油压千斤顶逐级加、载，卸其情况见表１千斤顶作用线通，过试桩中心。并取５个不同的桩基截面进行内力测试。
工程总队，河北保定０１５）７０１
摘
Байду номын сангаас
要：针对某工程实例，利用有限元分析软件建立了单桩桩一土体系有限元模型，析了桩土模分
型的荷载一沉降曲线及桩侧与桩端阻力的传递规律。结果表明，拟分析结果与桩基静载试验数据仍模存在一定误差，并对误差产生原因进行了理论分析，分析结果对桩土模拟及单桩设计有一定参考价值，也为群桩基础分析奠定了基础。关键词：一土有限元模型；比分析；桩对数值分析
分析方法主要有：荷载传递法、弹性理论法、剪切位移法及各种数值分析方法…。数值模拟方法主要是将整体进行离散，然后通过模拟桩一土本构关系进行计算，所得到的结果一般比较合理，此方法也存在

单桩-土相互作用非线性数值分析模型

单桩-土相互作用非线性数值分析模型刘亚明;司炳君;何福【摘要】基于OpenSees数值分析平台,建立了单桩-土非线性数值分析模型.模型中考虑了桩身的非线性以及桩-土之间的非线性力学特性,桩-土之间的非线性水平相互作用通过p-y弹簧单元来模拟.结合水平荷载作用下桩-土相互作用拟静力试验结果,对模型的准确性进行验证,并对位于不同地下深度处砂土的水平抗力-位移曲线进行对比分析.结果表明:桩顶水平力-位移滞回曲线及骨架曲线数值模拟结果与试验结果均吻合较好,验证了单桩-土非线性数值分析模型的准确性.此外,在地表以下4倍桩径范围内,砂土-桩水平相互作用力学性能表现出明显的非线性特征,6倍桩径以下深度,呈线弹性状态.【期刊名称】《防灾科技学院学报》【年(卷),期】2018(020)002【总页数】5页(P1-5)【关键词】桥梁抗震;桩-土相互作用;数值分析;p-y弹簧单元;OpenSees【作者】刘亚明;司炳君;何福【作者单位】大连理工大学建设工程学部,辽宁大连 116024;大连理工大学建设工程学部,辽宁大连 116024;防灾科技学院防灾工程系,河北三河 065201【正文语种】中文【中图分类】TU3180 引言桩基础是桥梁工程中常用的基础形式，但由于埋置于地下，强震后其破坏形态难以评估。

而在地震作用下，桩-土之间会产生一系列接触、分离、再接触等复杂力学行为，进而对上部桥梁结构安全产生不利影响。

汶川地震后，诸多桥墩发生了严重的倾斜破坏，但墩身本身震害并不严重，是否由于桩-土间的非线性反应引起了墩顶的残余位移值得关注[1]。

因此，桩-土之间相互作用一直是桥梁抗震领域中热点问题，国内外诸多学者对其进行了积极探讨。

Penzien等[2]提出土-桩-桥梁结构相互作用集中质量分析模型，模型中将土与结构简化为多质点系，桩-土之间相互作用由水平桩土相互作用弹簧和阻尼器表示。

该模型只适用于单桩结构，且地震波输入较为复杂，因此具有很大的局限性。

单桩在压与拔荷载下桩侧摩阻力发展机理研究

单桩在压与拔荷载下桩侧摩阻力发展机理研究
单桩在压与拔荷载下的桩侧摩阻力发展机理研究是针对单根桩在不同载荷作用下，研究桩侧摩阻力的变化规律和机理的研究。

在桩侧承受压载荷时，桩身与土体之间会出现摩擦力。

随着荷载的增加，桩侧摩阻力也会增加。

这是由于土体中的颗粒间会随着荷载作用而发生重新排列，颗粒之间的接触面积增加，从而增加了桩侧摩阻力。

在桩侧承受拔载荷时，桩身与土体之间会产生吸力。

随着荷载的增加，桩侧摩阻力也会增加。

这是由于土体孔隙中的水分会被排出，形成负压吸力，使得土体颗粒之间的接触面积减少，从而减小了桩侧摩阻力。

研究桩侧摩阻力发展机理的方法主要包括室内试验和数值模拟。

室内试验通常通过模型桩或者真实桩在土槽或者土槽模型中进行，测量桩侧摩阻力的变化。

数值模拟则通过数值计算方法，模拟桩与土体之间的相互作用过程，得到不同荷载下桩侧摩阻力的变化规律。

研究桩侧摩阻力发展机理的目的是为了更好地理解桩身与土体之间的相互作用规律，优化桩基设计，确保桩基的稳定性和承载力。

不同桩型侧摩阻力及端阻力的浅析

不同桩型侧摩阻力及端阻力的浅析摘要：通过对工程实例中的桩身内力测试，得出不同荷载作用下桩基侧摩阻力和桩端阻力发挥的比例，并对摩擦桩和端承桩两种不同的桩型进行横向类比，分析两种桩型侧阻力和端阻力发挥比例的特点。

关键词：钻孔灌注桩端承桩摩擦桩侧摩阻力端阻力桩身内力后注浆1前言桩基础是一种历史悠久、应用广泛的深基础形式。

随着工业技术和工程建设的发展，桩的类型和成桩工艺、桩的设计理念与设计方法、桩的承载力与桩体结构的检测技术等方面均有飞速发展，使得桩与桩基础应用更为广发，具有极强的生命力，更是基于此，在我国幅员辽阔的热土上，万丈高楼起于垒土，沟壑变通途。

场地无坚硬持力层，或岩层埋置较深，受场地施工条件限制等原因时，工程中常常用到摩擦桩。

蒋建平[1]在桩底填塞草袋的方法对纯摩擦桩和端承摩擦桩进行了试验对比，根据荷载及沉降曲线，得出纯摩擦桩的沉降相较于端承摩擦桩要大，单桩承载力相较于端承摩擦桩要弱的结论。

但实际工程中，桩基很少存在纯摩擦桩，往往为端承摩擦桩，而场地存在坚硬土层时，则采用端承桩，桩侧土层也能提供侧摩阻力，因此，端承摩擦桩和摩擦端承桩的侧阻力和端阻力是如何工作的常常让人混淆，笔者根据实例对两者间的特点进行简单的分析。

2桩身内力测试原理及方法2.1测试原理1、假定同一断面钢筋与混凝土的变形相同，桩身全长混凝土弹性模量相同[2]。

2、桩身轴力P计算公式为：zPz =EC·AC·εC+ES·AS·εS=（EC·AC+ES·AS）·εS（1）式中：EC 为钢筋混凝土弹性模量，ES为钢筋弹性模量，AC为同一断面出钢筋混凝土面积，AS 为钢筋面积，εC、εS为同一断面钢筋与混凝土的应变（由于假定同一断面的钢筋与混凝土的变形一致，不出现裂缝的情况下，εC =εS）。

3、桩侧摩阻力fi计算公式为：fi =（PZi-PZi+1）/Ai（2）式中：fi 为i断面至i+1断面之间的桩侧摩阻力（Kpa），PZi为i断面的轴力（KN，i=1、2、3……），Ai为i断面至i+1断面之间的桩侧面积。

数值模拟在机场后压浆桩基承载力分析中的应用

数值模拟在机场后压浆桩基承载力分析中的应用摘要：文章以某机场后压浆钻孔灌注桩为工程背景，利用基于快速拉格朗差分法的flac3d软件对不压浆桩、桩侧压浆桩、桩底压浆桩和桩侧桩底联合压浆桩的受力承载过程进行了数值模拟，通过分析数值模拟结果，对四种桩的承载力特性和桩身受力机理进行了研究，为机场桩基的优化设计提供一定的参考。

abstract： with the construction of the airportpost-grouting piles as example， the article carries on analytical research on the load-bearing character of grouting piles by means of flac3d software based on fast lagrangian analysis， compares the results of numerical simulation under the circumstance of no grouting， grouting on side， grouting on the bottom and grouting on both side and bottom， in order to provide reference to optimize the design of the airport piles.关键词：钻孔灌注桩；后压浆；数值模拟；桩受力机理key words： bored cast-in-place pile；post grouting；numerical stimulation；load-bearing character中图分类号：tu473.1+1 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）21-0038-030 引言后压浆技术现广泛应用于机场的桩基工程中，通过后压浆能明显改善由成孔工艺造成的桩底沉渣和桩侧泥皮等固有缺陷，显著提高桩身的承载能力。

多层地基单桩负摩阻力的数值模拟计算

第30卷第3期岩土工程学报 Vol.30 No.3 2008年 3月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Mar., 2008 多层地基单桩负摩阻力的数值模拟计算赵明华，刘思思(湖南大学岩土工程研究所，湖南长沙 410082)摘要：基桩负摩阻力的产生过程，实质上是桩周土沉降与桩身之间能量交互传递的过程。

对桩周沉降土参与桩身能量传递的研究有助于进一步认识负摩阻力的产生机理，提高计算精度。

首先对桩身变形能及所受外力做功进行了讨论并导出理论公式，然后从能量平衡与静力平衡两个角度对桩身单元的应力与应变情况进行分析，列出平衡方程并导出相应的计算公式，接着在考虑地基土的抗剪强度随深度与土性的变化相应呈线性增加的基础上，列出桩身单元能量平衡方程与位移协调方程的矩阵表达式，最后通过将矩阵表达式的联立迭代求解，计算出多层地基土中单桩桩侧摩阻力、桩身轴力及桩身变形。

通过计算工程实例并将该计算结果与实测数据的对比分析，得出计算结果与实测数据基本一致、所建程序能够模拟单桩的负摩阻力工作性状的结论。

关键词：负摩阻力；能量平衡；静力平衡；数值计算中图分类号：TU472 文献标识码：A 文章编号：1000–4548(2008)03–0336–05作者简介：赵明华(1956–)，男，湖南邵阳人，博士，教授，主要从事桩基础及软土地基处理研究。

E-mail: liusi1949@。

Numerical simulation of negative skin friction on singlepile in multiple layer depositsZHAO Ming-hua, LIU Si-si(Institute of Geotechnical Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China)Abstract: The process of producing negative skin friction (NSF) is the energy transformation between the soil mass and piles, and researches on it can help to obtain further understanding of the NSF principles and to promote calculation accuracy.First, the deformation energy of piles as well as the external forces acting on them was discussed, and theoretical formulas were also deduced. Then, from the two aspects of energy balance and static equilibrium, the stress and strain of piles were analyzed, through which equilibriums equations were listed and related formulas were deduced. Next, considering that the shear strength of soil increased linearly with the depth, matrix expressions of energy balance and displacement coordination of pile element were given. Finally, by means of establishing linear simultaneous equation and getting iterative solutions, the NSF on single pile in multiple layer deposits, the axial forces and displacement of piles were calculated. Through programming an engineering example and comparing its results with in-situ data, conclusions were drawn: the calculated results were well agreed with in-situ data and the established program could simulate characters of the NSF on single pile.Key words: negative skin friction; energy balance; static equilibrium; numerical calculation0 引言当桩周地基土因某种原因产生的沉降量大于桩身沉降时，土与桩侧表面将出现向下的负摩阻力[1]。

桩基循环

Number of cycles
0.2循环荷载比下承载力弱化 Zhejiang University
计算程序简介及计算结果
7 6
Displacement (mm)
5 4 3 2 1 0
Deflection at maximum load Deflection at zero load

0
50
功率谱 m2/s
侯风带阵风带
周期
风机示意图
1年
4天
5 分钟
5秒
风荷载的周期性示意图
风机结构承受的最主要荷载是风荷载
风荷载的最主要特性：周期性
风荷载中存在主导风向风机基础长期承受主导风向风荷载循环作用
N NNE NE
20 主导风向 NNW
风电场的主导风向示意图 NW
18 16 14
250
300
Shaft resistance (KPa)
0.5循环荷载比下桩侧极限侧摩阻力弱化 Zhejiang University
计算程序简介及计算结果
10 20 1 40 80 120 160 200 240 250
Depth (m)
30 40 50 60 70 80 0 50 100 150
av (U L) / 2 cy (U L) / 2
Zhejiang University
计算程序简介及计算结果
Zhejiang University
计算程序简介及计算结果
10 20 30 200 160 120 80 40 1
Depth (m)
40 50 60 70 80 0 50 100 150

cy
pile

桥梁桩基内力计算案例

桥梁桩基内力计算案例一、案例背景。

咱就说有这么一座小桥啊，它横跨在一条不是特别宽但也挺重要的小河上。

这座桥的桩基设计就很关键啦，就像人的腿一样，得稳稳当当的才能撑起整座桥。

这个桥梁呢，上部结构传来的荷载是这样的。

有恒载，就是桥本身的重量啦，就像一个人背着个重重的壳，一直都在那儿，跑不掉的。

恒载总共是1000千牛（为了方便计算假设的数值哈）。

然后还有活载，活载就是那些来来往往的车辆啦，有时候车多，有时候车少，它是个变化的值。

咱们假设按照最不利的情况，活载是500千牛。

二、桩基的基本参数。

1. 桩径。

这桩基的直径是1米，你可以想象一下，就像一个大大的圆形柱子插到地底下。

2. 桩长。

桩长呢是20米，这就相当于柱子插到地下很深的地方，好让桥稳稳当当的。

3. 桩的材料。

咱们这个桩是用混凝土做的，混凝土这东西结实着呢，抗压能力杠杠的。

三、计算步骤。

# （一）确定荷载组合。

1. 基本组合。

在计算桩基内力的时候，咱们得考虑不同荷载组合的情况。

最常见的就是基本组合啦。

基本组合就是把恒载和活载按照一定的系数加起来。

对于咱们这个桥，根据规范（这里假设规范规定的系数），恒载的分项系数是1.2，活载的分项系数是1.4。

那基本组合下的总荷载就是：1.2×1000 + 1.4×500 = 1200+700 = 1900千牛。

这就相当于把恒载和活载按照它们对桩基影响的重要性进行了“加权”，得到了一个总的、在设计上比较不利的荷载值。

# （二）计算桩顶荷载。

1. 单桩承担的荷载。

咱们这个桥有好几根桩来承担上部结构传来的荷载。

假设这个桥是由4根桩来承担荷载的，那么每根桩顶所承担的荷载就是总荷载除以桩的数量啦。

每根桩顶的荷载 = 1900÷4 = 475千牛。

这个数值就是咱们后续计算桩基内力的一个关键起始值。

# （三）计算桩身内力。

1. 桩侧摩阻力计算。

桩插到地下，周围的土可不是白在那儿的，它会对桩产生摩阻力，就像你把一根棍子插到泥里，拔出来的时候会感觉有点费劲，这就是泥对棍子的摩阻力。

某桥基工程群桩负摩阻力数值模拟分析

【文章编号】１１６６（Ｌ）一ｏ — ３０ — ８４２ＯＯｏ６００Ｏ４９
】ＥＲＩＩｓ ⅥＩ。．０Ｎｌ１’ ＰＭＣＡ．卫）ＡＩＩｌＡ田口－ Ⅱ甩ＧＲ】蛆ＩＲＣＴＯＮＡ０ＩｏＩＰＮＩｖＥＦＩＩＩＮＢ］刚ＧＥｌＮＲＤＪＤＡＩ０ＮＩｒ【１ＭＡＺｎ－ｕ，ＧＵａｚｏｇｏｇｙＯＤ－ｈｎ２
Ｋｅｒｓｐｌｒｕｙｗｏｄ：ｉｇｏｐ；ｎｇｔｅｓｉｒｃｉｎ；ｎｕｒｌｐｉｔｕｒｃｌｓｕａｉｎｅｅａｖｋｎｆｉｔｏｉｅｔａｎ；ｎｍｅａｉｌｔｏｏｉｍ
实际工程中桩基工程很多不是单桩基础，而是由两根或两根以上桩基组成的群桩基础，很多试验和实测数据表明，群桩的负摩阻力特性与单桩有很大的不同，这是因为群桩中桩土相互作用比单桩复杂，间桩土的位移受到桩基的约束作用比单桩强，土相对位桩
马宗玉等：某桥基工程群桩负摩阻力数值模拟分析
某桥基工程群桩负摩阻力数值模பைடு நூலகம்拟分析
马宗玉郭大忠，
（．１上海岩土工程勘察设计研究院有限公司。上海２０，；２安徽岩土工程有限责任公司。合肥０４￣．２０１）３０１
【摘
要】负摩阻力会给桩基安全带来隐患，危害建筑物的安全使用，因此桩基负摩阻力问题一直是桩基础
间距、台等都有影响，承群桩桩间距越小，群桩效应越
明显［２。１１，

单桩负摩阻力的双折线模型理论解

第28卷第1期地球科学与环境学报V o l .28N o .12006年3月Jo u r n a l o fE a r t hS c i e n c e s a n dE n v i r o n m e n t M a r .2006[收稿日期] 2005-04-11 [作者简介] 庄宁(1977-),男,江苏扬州人,博士研究生,从事隧道与地下结构研究。

单桩负摩阻力的双折线模型理论解庄宁1，周小刚2，赵法锁3(1.同济大学地下建筑与工程系,上海200092;2.上海市政工程设计研究院,上海200092;3.长安大学地质工程与测绘工程学院,陕西西安710054)［摘要］基于荷载传递函数的概念,提出了一种用双折线模型来计算桩负摩阻力的方法。

根据单桩承载受力时桩侧土与桩尖土所处于不同的弹性和塑性状态,运用该双折线模型,建立桩身轴向力和桩土相对位移的微分方程,得出桩相对位移解式,再以此推导出桩轴向力、中性点位置和负摩阻力。

［关键词］负摩阻力;荷载传递;简化模型;单桩轴向力;中性点［中图分类号］ T U 473 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1672-6561(2006)01-0062-03T h e o r e t i c a l S o l u t i o no f S i n g l eP i l e ’sN e ga t i v e F r i c t i o nb y Do u b l eB r o k e nL i n eM o d e l Z HU A N G N i n g 1,Z H O U X i a o -g a n g 2,Z HA OF a -s u o 3(1.D e p a r t m e n t o f G e o t e c h n i c a lE n g i n e e r i n g ,T o n g j i U n i v e r s i t y ,S h a n gh a i 200092,C h i n a ;2.S h a n g h a iM u n i c i p a lE n g i n e e r i n g D e s i g nI n s t i t u t e ,S h a n g h a i 200092,C h i n a ;3.S c h o o l o f G e o l o gi c a l E n g i n e e r i n g a n dS u r v e y i n g E n g i n e e r i n g ,C h a n g ’a nU n i v e r s i t y ,X i ’a n 710054,S h a a n x i ,C h i n a )A b s t r a c t :B a s e do n l o a dt r a n s f e r r i n g c o n c e p t ,t h i s p a p e r p u t su p an e w m e t h o d w h i c hu s e sd o u b l eb r o k e nl i n e m o d e l t o c a l c u l a t e t h en e g a t i v e f r i c t i o no f p i l e .T h e p a p e r e s t a b l i s h e s t h e e q u a t i o na b o u t t h e f r i c t i o na n dr e l a t i v e d i s p l a c e m e n t a c c o r d i n g t o e l a s t i c o r p l a s t i c c o n d i t i o n t h a t s o i l a r o u n do r o n t h e t i p o f t h e p i l e l i e s i nb y t h e d o u b l e b r o k e n l i n em o d e l .T h en e g a t i v e f r i c t i o n ,t h e p o s i t i o no f n e u t r a l p o i n t a n d a x e l f o r c e o f s i n g l e p i l e c a nb e d e f i n e d b a s e do n r e l a t i v e d i s pl a c e m e n t .K e y wo r d s :n e g a t i v e f r i c t i o n ;l o a d i n g t r a n s f e r ;s i m p l i f i e dm o d e l ;a x e l f o r c e o f s i n g l e p i l e ;n e u t r a l p o i n t 0 引言自20世纪20年代以来,基于国内外对桩基承载特性研究的基础上[14],开始对负摩阻力开展了大量研究工作,其中较经典的有1965年乔哈南森(J o h a n n e s s e n)和贝伦提出的有效应力计算负摩阻力的方法。

大面积荷载下非饱和软土场地考虑时间效应的单桩负摩阻力计算方法

Vol.51 No.6Mar. 2021第 51 卷第 6 期2021 年 3 月下建筑结构Building StructureDOI ：10. 19701/j.jzjg.2021. 06. 020大面积荷载下非饱和软土场地考虑时间效应的单桩负摩阻力计算方法薛祥，朱春杰，郑毅，陈源浩，侯东利，杨素春，周宏磊(北京市勘察设计研究院有限公司，北京100038)［摘要］大面积荷载下非饱和软土场地单桩负摩阻力在采用《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)进行计算时，会遇到桩侧软弱土层深度确定困难、负侧摩阻力分布形式与该规范建议方法确定的形式有差异等问题，导致基桩负摩阻力计算困难。

为解决上述问题，基于《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)对正负侧摩阻力规定或推荐的做法，国内外对单桩负侧摩阻力的研究、实测成果，结合某工程场地形成后大面积填土荷载作用条件及地层分布等，建立了大面积荷载作用下基桩负侧摩阻力分布的概念模型;基于实测桩侧土变形数据，对场区土层的变形数据进行对数曲线拟合，确定场区沉降计算经验系数及桩侧土固结度,并以此来计算桩及桩侧土考虑时间效应的分层沉降，然后基于桩及桩侧土变形相等的原则确定考虑时间效应的中性点。

最后给出了大面积荷载下单桩负摩阻力计算的具体方法和步骤。

以某工程项目为例的实际计算结果表明,所述方法对大面积荷载下单桩负摩阻力计算具有较强的工程实践及应用价值。

［关键词］大面积荷载；单桩；非饱和软土；负摩阻力；概念模型；时间效应中图分类号:TU433 文献标识码:A 文章编号：1002-848X ( 2021) 06-0123-06［引用本文］薛祥,朱春杰，郑毅，等.大面积荷载下非饱和软土场地考虑时间效应的单桩负摩阻力计算方法［J ］.建筑结构，2021,51(6) : 123-128. XUE Xiang , ZHU Chunjie , ZHENG Yi, et al. Calculation method of negative frictionresistance of single pile considering time effect on unsaturated soft soil site under large area load ［J ］. Building Structure , 2021,51(6):123-128.Calculation method of negative friction resistance of single pile considering time effect onunsaturated soft soil site under large-area loadXUE Xiang, ZHU Chunjie, ZHENG Yi, CHEN Yuanhao, HOU Dongli , YANG Suchun, ZHOU Honglei( BGI Engineering Consultants Ltd., Beijing 100038, China)Abstract : When TecA^ica/ code ybr 6ui/din,g pi/e/b “〃da£io 〃 ( JGJ 94一2008 ) is used to calculate of the negative frictionresistance of single pile in unsaturated soft soil site under the large-area load, problems such as difficulties in determining the soft soil layer deep on the pile side and differences between the form of negative friction resistance distribution and theform of negative friction resistance determined by the recommended method of the code are encountered, which result in difficulties in calculating the negative friction resistance of foundation piles. In order to solve the above-mentionedproblems , based on the practice of TecA^ica/ code ybr 6ui/din,g pi/e foundation, (JGJ 94—2008 ) on the regulation orrecommendation of positive and negative friction resistance, the research on the negative friction resistance of single pile at home and abroad, the measured results, the large-area load acting conditions and the load distribution after the site formation of a certain project, etc. , the conceptual model of the distribution of the negative friction resistance under theaction of a large-area compacted fill load was established. Based on the measured pile side soil deformation data, the deformation data of the soil layer in the field area were subjected to logarithmic curve fitting, the empirical coefficient of thesettlement calculation of the field area and the consolidation degree of the pile-side soil were determined, which was used to calculate the layered settlement of the pile and the pile-side soil taking into account the time effect of consolidation, andthen the neutral point was determined taking into account the time effect based on the principle that the pile and the pile side soil are equal to the deformation. Finally , the calculation method and the step of the negative friction resistance of single pile under the large-area load was given. The actual calculation results of an engineering project as an example showthat the method described has strong engineering practice and application value for the calculation of negative frictionalresistance of single piles under large-area loads.Keywords :large-area load ； single pile ； unsaturation soft soil ； negative friction resistance ； conceptual model ； time effect作者简介:薛祥，硕士，咼级工程师,Email : snowmatic@ 。

端承桩荷载传递与阻力分析试验研究

端承桩荷载传递与阻力分析试验研究
尹起亮;彭倞;任红云
【期刊名称】《山东冶金》
【年(卷),期】2006(028)004
【摘要】为了验证单桩承载能力,了解桩周和桩端阻力,采用钻孔灌注端承桩进行荷载和应变测试,并采用循环荷载方法,进行了端承桩荷载传递与阻力分析试验.根据静载试验和阻力测试结果,并依据地层剖面,分别求得单桩容许承载力、轴向力的分布、桩周岩土阻力和桩端岩基阻力,同时对如何考虑桩周阻力和利用桩端地基强度,提出
了建议.
【总页数】4页(P51-54)
【作者】尹起亮;彭倞;任红云
【作者单位】山东省水利勘测设计院,山东,济南,250013;中国华水水电开发总公司,山东,济南,250013;山东大学,山东,济南,250061
【正文语种】中文
【中图分类】TU413.4
【相关文献】
1.管桩水泥土复合基桩抗拔荷载传递规律试验研究 [J], 施胜挺;李俊才;陆忠;邓亚
光
2.堆载作用下端承桩负摩阻力分析 [J], 朱涛
3.静压桩荷载传递与承载性状试验研究 [J], 杨校辉;朱彦鹏;黄雪峰
4.大直径超长钻孔灌注桩荷载传递特性现场试验研究 [J], 杨磊
5.基于荷载传递法的超长单桩侧阻力分析 [J], 郑权;郑雄伟
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单桩桩侧摩阻力增强效应的试验及理论计算

单桩桩侧摩阻力增强效应的试验及理论计算罗卫华【摘要】基于室内模型基桩竖向承载试验及内力测试结果,分析了不同直径基桩的桩顶变形、内力等特性及分布规律,以及加载过程中的侧阻增强效应.试验结果表明:基桩在一定荷载作用下,桩端出现侧阻增强效应;侧阻增强效应与桩径有关,并呈单调递增关系.在此基础上,分析了桩端与桩侧土体在极限承载情况下的能量传递规律,再利用虚功原理计算出桩侧土体对桩身增加的径向压力值,并根据摩尔库伦理论提出了考虑侧阻增强效应的基桩竖向极限承载力公式.与室内基桩承载力试验数据的对比,验证了该计算方法的合理性.【期刊名称】《公路工程》【年(卷),期】2016(041)002【总页数】6页(P1-5,32)【关键词】基桩;静载荷试验;极限承载力;侧阻增强效应【作者】罗卫华【作者单位】湖南省永龙高速公路建设开发有限公司,湖南永顺416700【正文语种】中文【中图分类】TU443;U443.15根据现行桩基规范[1，2]，基桩承载力计算是桩端阻力和桩侧阻力简单相加，二者各自独立互不影响，然而，近年来众多的实测资料表明桩侧极限摩阻力和桩端阻力二者并非相互独立，存在端阻对侧阻的增强效应[3-5]。

不少学者已对这一现象进行了深入研究。

如席宁中[6]采用有限元方法模拟了不同强度桩端土层单桩承载形状，发现随着桩端土层刚度增大，桩身下段一定范围内(10～15 d)的桩侧阻力有明显提高；叶真华[6]对两种不同粘土持力层的桩基进行了室内加载实验，测试结果表明了桩侧摩阻力随桩端土层强度提高而增加，增大幅度随桩端持力层刚度而增加；蒋建平[7]则基于15根超长桩的现场对比试验得出了嵌岩桩侧阻增强效应的存在；张忠苗等[8]对不同桩端土体条件超长桩桩端摩阻力的变化进行了观测，并运用莫尔-库仑理论分析了侧阻增强效应的形成机理。

毋庸置疑，桩侧阻力和桩端阻力存在相互作用的认识对于桩基础的理论研究和实际应用都具有十分重要的意义，深入研究这种相互作用的影响因素，可以为侧阻增强作用的理论研究及新的基桩承载力公式的提供重要的理论依据，从而可以挖掘桩的承载潜力，促进桩基设计优化。

关于考虑负摩阻力的基桩在通过单桩竖向抗压静载试验进行验收检测时加载量取值的探讨

关于考虑负摩阻力的基桩在通过单桩竖向抗压静载试验进行验收检测时加载量取值的探讨摘要：分析了负摩阻力对基桩的作用机理，结合规范公式，提出了考虑负摩阻力的基桩在静载检测时加载量的取值公式。

关键词：负摩阻力；桩；检测；加载量1前言在软土地基地区及高层建筑等荷载较大的工程建设中，桩基础的使用非常普遍。

但在桩基础检测工程中，桩侧负摩阻力是一个容易被忽视的问题。

有关试验研究结果表明，在软土地基地区，由于负摩阻力产生的下拉荷载较大，没有考虑负摩阻力，建筑物将会出现较大的沉降及不均匀沉降，使得建筑物倾斜，甚至开裂而影响了建筑物的正常使用，故在桩基设计中，应按《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）中的规定，对在结构使用期间可能承受负摩阻力的基桩，验算基桩承载力时应考虑负摩阻力的影响，对于端承桩尚应考虑负摩阻力产生的下拉力影响。

对于设计时已考虑负摩阻力的基桩在通过单桩竖向抗压静载试验进行工程桩验收检测时如何加载，《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2014）未对加载量做出明确规定，如果简单地按照该规范4.1.3条规定取加载量为单桩承载力特征值的2.0倍，将会给有负摩阻力的基桩承载力评价带来不安全的隐患，从而影响到建筑物的安全。

本工程地基存在深厚软土，因此在基桩静载试验中必须考虑负摩阻力在检测阶段和使用阶段对基桩承载力的不同影响后给出正确的加载量，才能正确评价基桩承载力是否满足设计要求。

2负摩阻力作用机理一般情况下，桩顶受竖向荷载下沉，桩侧土体对桩体产生与桩的位移相反的摩阻力，即向上的正摩阻力；当桩侧土因某种原因而产生向下的位移，且其向下的位移大于桩体的位移，桩侧土将对桩产生与位移方向一致的摩阻力，即向下的负摩阻力。

负摩阻力对桩产生下拉荷载，相当于在桩顶荷载之外，附加了一个分布于桩侧表面上的荷载。

在软土地基地区，桩侧软土因自重固结或地面大面积堆载时，对桩产生的负摩阻力不但不能成为桩承载力的一部分，反而变成施加在桩身的附加荷载。

循环荷载作用下单桩沉降的数值模拟研究的开题报告

循环荷载作用下单桩沉降的数值模拟研究的开题报告一、研究背景及意义随着城市建设的不断推进和建筑结构的不断升级，单桩基础作为常用的基础形式，越来越广泛地应用于各种工程项目中。

然而，在循环荷载作用下，单桩基础的受力性能及其沉降行为仍然存在着一定的争议。

因此，对于单桩基础在循环荷载下的沉降特性进行数值模拟研究，能够更加深入地了解单桩基础受力及其变形行为，为工程实践提供科学可靠的设计依据，具有重要的意义。

二、研究内容及方法1. 确定单桩基础的有限元分析模型。

考虑到土体的非线性特性，将采用非线性有限元软件进行模拟。

2. 建立循环荷载作用下单桩基础的数值模拟模型。

考虑到单桩基础在不同于静态荷载的循环荷载下会产生疲劳效应，因此需要在数值模拟中考虑循环荷载的作用。

3. 分析单桩基础在循环荷载作用下的动力响应特性。

通过数值模拟，分析单桩基础在不同频率和幅值下的动力响应特性。

4. 分析单桩基础在循环荷载作用下的沉降特性。

通过数值模拟，分析单桩基础在不同循环荷载下的沉降变形特征，探讨单桩基础的疲劳寿命及抗沉降能力。

三、预期研究结果通过本次数值模拟研究，预计可以获得以下研究结果：1. 分析循环荷载作用下单桩基础的动力响应特性，掌握单桩基础的受力规律及其动力响应特性。

2. 分析循环荷载作用下单桩基础的沉降特性，深入研究单桩基础的沉降特性及其变形行为，探讨单桩基础的变形规律及其影响因素。

3. 探究单桩基础的疲劳寿命及其抗沉降能力，为工程设计提供科学依据。

四、论文结构1. 研究背景及意义2. 相关研究综述3. 数值模拟方法及模型建立4. 循环荷载作用下单桩基础的动力响应特性分析5. 循环荷载作用下单桩基础的沉降特性分析6. 结论与展望五、研究进度计划1. 第一阶段（1-2周）：文献查阅与综述撰写2. 第二阶段（2-4周）：确定有限元分析模型与数值模拟方法3. 第三阶段（4-6周）：建立循环荷载作用下单桩基础的数值模拟模型4. 第四阶段（6-8周）：分析单桩基础在循环荷载作用下的动力响应特性5. 第五阶段（8-10周）：分析单桩基础在循环荷载作用下的沉降特性6. 第六阶段（10-12周）：论文撰写与修改六、参考文献1. 吴兴恩. 土力学[M]. 北京: 人民教育出版社, 2017.2. Cai Y, Xu S, Huang M. Fatigue behavior of pile foundations under cyclic loading[J]. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 2018, 113:405-415.3. 郑大众. 基础工程学[M]. 北京: 人民交通出版社, 2019.。