傾斜荷載下抗拔樁模型試驗(yàn)與數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著人類活動(dòng)空間的逐漸擴(kuò)展，工業(yè)與民用建筑逐漸向地下以及近海發(fā)展，在地下和近海工程的設(shè)計(jì)中，不少結(jié)構(gòu)將承受上拔荷載，而抗拔樁基礎(chǔ)以其投入低、施工過(guò)程簡(jiǎn)單、承載性能良好的特點(diǎn)在這類結(jié)構(gòu)中受到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但目前為止，對(duì)抗拔樁的研究主要集中在軸向抗拔承載力和變形上，而事實(shí)上，在承受上拔荷載的同時(shí)，不少抗拔樁基礎(chǔ)將承受由波浪荷載、風(fēng)荷載、地震荷載、輪船及車(chē)輛的撞擊等引起的水平荷載，此時(shí)構(gòu)成了傾斜荷載作用，然而目前對(duì)傾斜荷載下抗拔樁承載機(jī)理

2、缺乏系統(tǒng)深入的研究。
　　鑒于此，本文首先總結(jié)了抗拔樁的破壞形態(tài)，分析了抗拔樁承載力計(jì)算方法。在綜合分析和評(píng)價(jià)國(guó)內(nèi)外抗拔樁研究工作的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)論述了豎向和水平荷載下抗拔樁的受力特性、荷載傳遞機(jī)理及其影響因素。在此基礎(chǔ)上，為研究粘性土地基中抗拔樁在不同傾斜荷載情況下的承載機(jī)理，開(kāi)展了抗拔樁室內(nèi)模型承載對(duì)比試驗(yàn)?；谠囼?yàn)現(xiàn)象，得出了傾斜荷載下抗拔樁的承載特性。試驗(yàn)結(jié)果表明，抗拔樁承受傾斜荷載時(shí)，與豎向承載不同，呈現(xiàn)靠?jī)A斜荷載一側(cè)的樁

3、基始終受壓，而另一側(cè)始終受拉的現(xiàn)象。達(dá)到極限時(shí)，僅靠荷載一側(cè)樁周一定深度土體破壞，破壞區(qū)域在地表大致呈現(xiàn)扇形分布，其范圍隨荷載傾角增大而增大。此外，極限抗拔承載力隨著荷載傾角的增大而增大。
　　在試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，依據(jù)試驗(yàn)實(shí)測(cè)傾斜荷載下抗拔樁破壞模式，并考慮荷載傾角和長(zhǎng)徑比的影響，用最小二乘擬合得出了傾斜荷載下抗拔樁樁周土體的破裂面方程，并基于單元體極限平衡分析得出了抗拔樁極限承載力計(jì)算公式，與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表明，該方法計(jì)算值與實(shí)測(cè)

4、值吻合較好，可用于實(shí)際工程。最后對(duì)影響極限承載力的參數(shù)進(jìn)行了分析，結(jié)果表明側(cè)壓力系數(shù)K和樁徑的增大都會(huì)顯著提高傾斜荷載下抗拔樁的極限承載力。
　　最后通過(guò)有限元軟件ABAQUS模擬不同荷載傾角下抗拔樁承載機(jī)理?；谟邢拊獢?shù)值模擬的結(jié)果，研究了樁土位移和應(yīng)力隨荷載傾角變化的變化規(guī)律，分析了樁和地基土體彈性模量的變化對(duì)傾斜荷載下抗拔樁的承載力的影響規(guī)律，結(jié)果表明:表面土體最大位移等值線云圖大約呈以樁軸心為頂點(diǎn)的扇形分布。樁身兩側(cè)z方向