斜向荷载作用下桩群中设置斜桩对其沉降的影响分析
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
工具有 一定 的指 导意 义. 关键词 : 向荷 载 ; 斜 群桩 ; 降 ;T 3
文献标 志码 : A
文章编 号 :0 64 0 ( 0 2 0 -0 60 1 0 —3 3 2 1 ) 10 9 - 5
Ef e ta l ss o t e e ie o he s t l m e f p l f c na y i fba t r d p l n t e te nto ie g o p u de nc i e o d ng r u n r i ln d l a i s
E ma : g @ z t e u c . — i w c j .d . n l u
第 1 期
杨 阳 , : 向荷 载 作 用 下 桩 群 中设 置 斜 桩 对 其 沉 降 的 影 响 分 析 等 斜
用 G o ma o d n单元 模 拟 桩一 界 面 的 相 互 作 用 , 用 土 利
要 复杂 的多 , 目前对 其工作 机理 的认识 还不 完善 , 还 缺 乏可行 和可靠 的分 析 与计 算 方 法 , 使得在 许 多 这
情 况下倾 斜桩 基础 的应用 以及 工程 事故 的处理 受到
收 稿 日期 : 0 0 1 - 8 2 1—02
这 种方法 没有 考虑 到倾斜 荷 载作用 下土 中应力 分布 是 水平及 竖 向应力 耦 合 的结果 , 以准 确 评 价倾 斜 难
YANG n Ya g,W ANG oc i J N e—i Gu — a , I F i l
( olg f ii E gn eig a d Arht cu e h j n ie s yo c n lg ,Ha g h u 3 0 3 , hn ) C l eo vl n ie r n c i t r ,Z e a g Unv r i f e C n e i t Te h oo y n z o 1 0 2 C ia
置能考 虑桩一 土界面 的接触一 滑动一 开 的接触单 元 , 脱 用
出 的桩顶 沉 降有所 不 同 , 种 数 值模 拟 的结 果 均小 两
于室 内试 验结 果 , 且随着 桩顶 竖 向荷载 的增大 , 该差 异更 加 明显. 可 解 释 为 : 成桩 过 程 中, 值模 型 这 在 数
以描述桩 与土体之 间 的相对 滑移 , 图 1 如 所示.
有 限元 方 法 对 倾 斜 荷 载 下 群 桩 的受 力 特 性 进 行 分 析 , 出倾 斜荷 载 下群 桩 受 力 特 性 的平 面 有 限 元 分 提 析 方 法 能 较 好 地 模 拟 桩一 界 面 的 传 力 特 征. 杰 土 刘 伟L 通 过 编程 分 析 发 现 : 4 ] 当桩群 承受 竖 向和 横 向荷 载 时 , 桩 的存 在 有一 定 的好处 , 其在 减小 水平 位 斜 尤
从 图 2可知 , 采用 Adn ia软件进 行 桩一 土相 互作
用模 拟 的结 果 与 文 献 [ ] 的室 内试 验 和 Ab q s 5中 a u
数值 模 拟结果 的 变化 规 律 是 一致 的 , 随着 桩 顶 荷 即 载 的增加 , 桩顶 沉 降逐渐 增 大. 比 图 2 还 可 看 出 , 对 , Adn ia和 Ab q s a u 数值 模 拟 的 结果 与 室 内试 验所 得
直桩 桩顶 上 的斜 向荷 载 时 , 是将 其 分 成 竖 向 和水 平
荷 载 , 据小变 形叠 加原理 计算 出桩 的 内力 和 变形 , 根
通 过偏心 距增 大系 数考虑 水平 分量 引起 的水平 位移 对 轴 向压 力偏 心距 的影 响 ( P 即 一△效 应 )2 然 而 , [. ]
随着我 国基 础建 设 的不 断发 展 完 善 , 来 越 多 越
的大 型 、 种建筑 应运 而生 , 特 如拱 形结 构 、 梁结构 、 桥
一
定 的 限制. 因此 , 必要 对斜 向荷 载作用 下斜 桩 的 有
目前 ,建 筑桩 基 设 计 规范 》 计算 作 用 在 竖 《 [在 1
工作 性状 进行进 一 步深人 研究 .
倾 斜 角 度 、 土 弹性 模 量 、 桩 桩 长 以及 桩 数 等 因 桩一 斜
素 对倾 斜群 桩沉 降 的影 响 , 得 结 论 对 斜 向荷 载作 所
用 下群 桩基 础 的设计 与施 工 具有 一定 的指 导 意义 .
1 计 算 模 型 与 验 证
1 1 基 本 假 设 .
图 2 垂 直 单桩 荷 载 沉 降变 化 曲线
在 桩一 土相 互作 用 问题 的建 模 和计 算 时 , 采用 可
Fi 2 Lo d s tlm e u v sofv r ia i l l g. a - ete ntc r e e tc lsnge pi e
如 下假 定 :
1 )考 虑 桩一 体 系 的 自重 初 始 应 力 场 , 考 虑 土 不
移方 面 ; 当有竖 向或 水平 土体 位移 作 用在 桩群 时 , 但
群桩 的 工作 特性 会 受 到不 利 影 响. 为进 一 步 了解 斜
向荷 载作 用下 群 桩 中设 置 斜 桩 对 其 沉 降 的 影 响 , 笔
者通 过 三维非 线性 有 限元 分析 软件 对斜 向荷 载作 用
下桩 群 中设置 的斜 桩 进 行 三 维 建 模 , 析 了斜 桩 的 分
d sg n o sr c in o i r u h ts b ce o icie o dn s e in a d c n tu t fpl g o p t a u j td t n l d la i g . o e e n
Ke r :i lne o di y wo ds nci d l a ngs a t r d p l o ;b t e e ie gr up;s t lm e ;ADI e te nt NA
海 洋 石油平 台、 电视塔 及输 电线路 等. 这类结 构 的基 础 需要 承受 很大 的倾 斜 荷 载 , 时 若仍 采 用 一 般 的 此 竖直 桩 , 桩基所 能 承受 的倾 斜荷 载相 对较 小 , 将 则 如 其设 置成斜 桩 , 则其 承 受倾 斜 荷 载 的能力 将 大 大 提 高. 然而 , 桩 在外荷 载作用 下 的工作 性状 比竖 直桩 斜
土 中水 的排 出 , 用 总应 力法进 行 分析 . 采 2 )桩一 土模 型 采 用 三 维 实 体 模 型 , 考 虑 桩 底 不
的滑动 , 且桩 的存 在 不 影 响 土 的连 续 性 和 物理 力 学
参数 的 变化 . 3 )桩与 土单 元均 采 用实 体单 元 , 土界 面 处设 桩一
丐互 力
u p
所 建立 的桩体 与土 体 单 元是 直接 耦 合 的 , 土体 中 在
桩 周土 体采 用 Mo rC uo h— o lmb模 型 , 物 理 力 学 参 其
数 见表 1 数 值模 拟结 果 和室 内试验 以及 Ab q s软 . au 件模 拟 的结果 如 图 2 示. 所
表 1 桩 周 土 的 物 理 力 学性 质 指 标
Ta l Phy iala e ha c lpr p risofs i be1 sc nd m c nia o e te o l
第4 0卷 第 1期
21 0 2年 2月
浙 江 工 业 大 学 学 报
J OURNAL OF Z HEJANG I UNI RSTY VE I OF TECH NOLOGY
Vo1 0 NO. .4 1
Fe . 2 1 b O2
斜 向荷载作用下桩群 中设置斜桩对其沉降的影响分析
杨 阳, 王国 才 。 金菲 力
( 江 工业 大 学 建 筑 工 程 学 院 , 江 杭 州 3 0 3 ) 浙 浙 1 0 2
摘 要 : 向荷 载作 用下桩 群 的设 置 方式对 其承 栽 力和 沉 降有较 大影 响. 斜 为揭 示 这 一影 响规 律 , 用 采
非线性 有 限元 软件对 斜 向荷 载作 用下桩 群 中设 置 的斜 桩进 行 三 维 建模 , 析 了斜 桩 的倾 角、 土 分 桩一 弹性模 量 、 桩桩 长 以及 桩数 等 因素对群 桩 沉降 的影 响. 果表 明 : 斜 结 地基 土质 情 况 、 桩 的倾 角 、 斜 刚 度和桩 长 与桩 数 等对倾 斜群 桩的 沉 降影 响较 大 , 得 结论 对 斜 向荷 载作 用下群 桩 基 础 的设 计 与施 所
荷载 对桩 身 位 移 和 内力 所产 生 的影 响. 明 华 采 赵
基 金 项 目 : 江 省 自然 科 学 基 金 资 助 项 目( 0 0 7 ) 浙 Y19 6 1 作者简介 : 杨 阳 (9 7 ) 男 , 1 8一 , 山东 泰 安 人 , 士 研 究 生 , 究 方 向 为 桩 基 工 程 , — i y bsl 1 3 cr. 信 作 者 : 国 才 副 教 授 硕 研 E mal y et @ 6 . o 通 : n 王
Ab t a t sr c :Th e tng mo f p l g o s m u h f e t o ie r up’ b a i a c t nd e s ti de o ie r up ha c e f c n p l g o S e rng c pa iy a s tl m e de nci d l a i gs I d r o e a t i e f c e te ntun r i lne o d n . n or e t r ve l h s fe t,t nl a i ie l me t he no i r fn t ee n ne s t r s u e nd a 3 D ofwa e i s d a 一 mod li e;l p d t i u a e t te e ie g ou nd r i c i e e s d x o e o sm l t he ba t r d p l r p u e n ln d e l a ngs o di .Th fe tofi lne n e,p l— o le a tcmod us e e f c nc i d a gl ie s i l s i ul ,ba t r d p l e gt nd nu b r, t e e ie l n h a m e ec t .,o t s tl me t f a t r d n he e te n o b t e e pie r u l g o p, i a l e . The e u t i dia e ha : t s nayz d r s ls n c t t t he g o e r fs i,t n ln d a gl fba t r d pie,pie rg d t e m t y o o l he i c i e n e o t e e l l i i iy,l ng h a umbe e t nd n r,e c t .,ha s m u h e f c n t e s t lme te e ie gr u c fe to h e te ntofba t r d p l o p.So eus f o c uso r b a n d f rt m e ulc n l i nsa e o t i e o he
文献标 志码 : A
文章编 号 :0 64 0 ( 0 2 0 -0 60 1 0 —3 3 2 1 ) 10 9 - 5
Ef e ta l ss o t e e ie o he s t l m e f p l f c na y i fba t r d p l n t e te nto ie g o p u de nc i e o d ng r u n r i ln d l a i s
E ma : g @ z t e u c . — i w c j .d . n l u
第 1 期
杨 阳 , : 向荷 载 作 用 下 桩 群 中设 置 斜 桩 对 其 沉 降 的 影 响 分 析 等 斜
用 G o ma o d n单元 模 拟 桩一 界 面 的 相 互 作 用 , 用 土 利
要 复杂 的多 , 目前对 其工作 机理 的认识 还不 完善 , 还 缺 乏可行 和可靠 的分 析 与计 算 方 法 , 使得在 许 多 这
情 况下倾 斜桩 基础 的应用 以及 工程 事故 的处理 受到
收 稿 日期 : 0 0 1 - 8 2 1—02
这 种方法 没有 考虑 到倾斜 荷 载作用 下土 中应力 分布 是 水平及 竖 向应力 耦 合 的结果 , 以准 确 评 价倾 斜 难
YANG n Ya g,W ANG oc i J N e—i Gu — a , I F i l
( olg f ii E gn eig a d Arht cu e h j n ie s yo c n lg ,Ha g h u 3 0 3 , hn ) C l eo vl n ie r n c i t r ,Z e a g Unv r i f e C n e i t Te h oo y n z o 1 0 2 C ia
置能考 虑桩一 土界面 的接触一 滑动一 开 的接触单 元 , 脱 用
出 的桩顶 沉 降有所 不 同 , 种 数 值模 拟 的结 果 均小 两
于室 内试 验结 果 , 且随着 桩顶 竖 向荷载 的增大 , 该差 异更 加 明显. 可 解 释 为 : 成桩 过 程 中, 值模 型 这 在 数
以描述桩 与土体之 间 的相对 滑移 , 图 1 如 所示.
有 限元 方 法 对 倾 斜 荷 载 下 群 桩 的受 力 特 性 进 行 分 析 , 出倾 斜荷 载 下群 桩 受 力 特 性 的平 面 有 限 元 分 提 析 方 法 能 较 好 地 模 拟 桩一 界 面 的 传 力 特 征. 杰 土 刘 伟L 通 过 编程 分 析 发 现 : 4 ] 当桩群 承受 竖 向和 横 向荷 载 时 , 桩 的存 在 有一 定 的好处 , 其在 减小 水平 位 斜 尤
从 图 2可知 , 采用 Adn ia软件进 行 桩一 土相 互作
用模 拟 的结 果 与 文 献 [ ] 的室 内试 验 和 Ab q s 5中 a u
数值 模 拟结果 的 变化 规 律 是 一致 的 , 随着 桩 顶 荷 即 载 的增加 , 桩顶 沉 降逐渐 增 大. 比 图 2 还 可 看 出 , 对 , Adn ia和 Ab q s a u 数值 模 拟 的 结果 与 室 内试 验所 得
直桩 桩顶 上 的斜 向荷 载 时 , 是将 其 分 成 竖 向 和水 平
荷 载 , 据小变 形叠 加原理 计算 出桩 的 内力 和 变形 , 根
通 过偏心 距增 大系 数考虑 水平 分量 引起 的水平 位移 对 轴 向压 力偏 心距 的影 响 ( P 即 一△效 应 )2 然 而 , [. ]
随着我 国基 础建 设 的不 断发 展 完 善 , 来 越 多 越
的大 型 、 种建筑 应运 而生 , 特 如拱 形结 构 、 梁结构 、 桥
一
定 的 限制. 因此 , 必要 对斜 向荷 载作用 下斜 桩 的 有
目前 ,建 筑桩 基 设 计 规范 》 计算 作 用 在 竖 《 [在 1
工作 性状 进行进 一 步深人 研究 .
倾 斜 角 度 、 土 弹性 模 量 、 桩 桩 长 以及 桩 数 等 因 桩一 斜
素 对倾 斜群 桩沉 降 的影 响 , 得 结 论 对 斜 向荷 载作 所
用 下群 桩基 础 的设计 与施 工 具有 一定 的指 导 意义 .
1 计 算 模 型 与 验 证
1 1 基 本 假 设 .
图 2 垂 直 单桩 荷 载 沉 降变 化 曲线
在 桩一 土相 互作 用 问题 的建 模 和计 算 时 , 采用 可
Fi 2 Lo d s tlm e u v sofv r ia i l l g. a - ete ntc r e e tc lsnge pi e
如 下假 定 :
1 )考 虑 桩一 体 系 的 自重 初 始 应 力 场 , 考 虑 土 不
移方 面 ; 当有竖 向或 水平 土体 位移 作 用在 桩群 时 , 但
群桩 的 工作 特性 会 受 到不 利 影 响. 为进 一 步 了解 斜
向荷 载作 用下 群 桩 中设 置 斜 桩 对 其 沉 降 的 影 响 , 笔
者通 过 三维非 线性 有 限元 分析 软件 对斜 向荷 载作 用
下桩 群 中设置 的斜 桩 进 行 三 维 建 模 , 析 了斜 桩 的 分
d sg n o sr c in o i r u h ts b ce o icie o dn s e in a d c n tu t fpl g o p t a u j td t n l d la i g . o e e n
Ke r :i lne o di y wo ds nci d l a ngs a t r d p l o ;b t e e ie gr up;s t lm e ;ADI e te nt NA
海 洋 石油平 台、 电视塔 及输 电线路 等. 这类结 构 的基 础 需要 承受 很大 的倾 斜 荷 载 , 时 若仍 采 用 一 般 的 此 竖直 桩 , 桩基所 能 承受 的倾 斜荷 载相 对较 小 , 将 则 如 其设 置成斜 桩 , 则其 承 受倾 斜 荷 载 的能力 将 大 大 提 高. 然而 , 桩 在外荷 载作用 下 的工作 性状 比竖 直桩 斜
土 中水 的排 出 , 用 总应 力法进 行 分析 . 采 2 )桩一 土模 型 采 用 三 维 实 体 模 型 , 考 虑 桩 底 不
的滑动 , 且桩 的存 在 不 影 响 土 的连 续 性 和 物理 力 学
参数 的 变化 . 3 )桩与 土单 元均 采 用实 体单 元 , 土界 面 处设 桩一
丐互 力
u p
所 建立 的桩体 与土 体 单 元是 直接 耦 合 的 , 土体 中 在
桩 周土 体采 用 Mo rC uo h— o lmb模 型 , 物 理 力 学 参 其
数 见表 1 数 值模 拟结 果 和室 内试验 以及 Ab q s软 . au 件模 拟 的结果 如 图 2 示. 所
表 1 桩 周 土 的 物 理 力 学性 质 指 标
Ta l Phy iala e ha c lpr p risofs i be1 sc nd m c nia o e te o l
第4 0卷 第 1期
21 0 2年 2月
浙 江 工 业 大 学 学 报
J OURNAL OF Z HEJANG I UNI RSTY VE I OF TECH NOLOGY
Vo1 0 NO. .4 1
Fe . 2 1 b O2
斜 向荷载作用下桩群 中设置斜桩对其沉降的影响分析
杨 阳, 王国 才 。 金菲 力
( 江 工业 大 学 建 筑 工 程 学 院 , 江 杭 州 3 0 3 ) 浙 浙 1 0 2
摘 要 : 向荷 载作 用下桩 群 的设 置 方式对 其承 栽 力和 沉 降有较 大影 响. 斜 为揭 示 这 一影 响规 律 , 用 采
非线性 有 限元 软件对 斜 向荷 载作 用下桩 群 中设 置 的斜 桩进 行 三 维 建模 , 析 了斜 桩 的倾 角、 土 分 桩一 弹性模 量 、 桩桩 长 以及 桩数 等 因素对群 桩 沉降 的影 响. 果表 明 : 斜 结 地基 土质 情 况 、 桩 的倾 角 、 斜 刚 度和桩 长 与桩 数 等对倾 斜群 桩的 沉 降影 响较 大 , 得 结论 对 斜 向荷 载作 用下群 桩 基 础 的设 计 与施 所
荷载 对桩 身 位 移 和 内力 所产 生 的影 响. 明 华 采 赵
基 金 项 目 : 江 省 自然 科 学 基 金 资 助 项 目( 0 0 7 ) 浙 Y19 6 1 作者简介 : 杨 阳 (9 7 ) 男 , 1 8一 , 山东 泰 安 人 , 士 研 究 生 , 究 方 向 为 桩 基 工 程 , — i y bsl 1 3 cr. 信 作 者 : 国 才 副 教 授 硕 研 E mal y et @ 6 . o 通 : n 王
Ab t a t sr c :Th e tng mo f p l g o s m u h f e t o ie r up’ b a i a c t nd e s ti de o ie r up ha c e f c n p l g o S e rng c pa iy a s tl m e de nci d l a i gs I d r o e a t i e f c e te ntun r i lne o d n . n or e t r ve l h s fe t,t nl a i ie l me t he no i r fn t ee n ne s t r s u e nd a 3 D ofwa e i s d a 一 mod li e;l p d t i u a e t te e ie g ou nd r i c i e e s d x o e o sm l t he ba t r d p l r p u e n ln d e l a ngs o di .Th fe tofi lne n e,p l— o le a tcmod us e e f c nc i d a gl ie s i l s i ul ,ba t r d p l e gt nd nu b r, t e e ie l n h a m e ec t .,o t s tl me t f a t r d n he e te n o b t e e pie r u l g o p, i a l e . The e u t i dia e ha : t s nayz d r s ls n c t t t he g o e r fs i,t n ln d a gl fba t r d pie,pie rg d t e m t y o o l he i c i e n e o t e e l l i i iy,l ng h a umbe e t nd n r,e c t .,ha s m u h e f c n t e s t lme te e ie gr u c fe to h e te ntofba t r d p l o p.So eus f o c uso r b a n d f rt m e ulc n l i nsa e o t i e o he