傾斜荷載下抗拔樁模型試驗與數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著人類活動空間的逐漸擴展，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、施工過程簡單、承載性能良好的特點在這類結(jié)構(gòu)中受到越來越廣泛的應(yīng)用。但目前為止，對抗拔樁的研究主要集中在軸向抗拔承載力和變形上，而事實上，在承受上拔荷載的同時，不少抗拔樁基礎(chǔ)將承受由波浪荷載、風(fēng)荷載、地震荷載、輪船及車輛的撞擊等引起的水平荷載，此時構(gòu)成了傾斜荷載作用，然而目前對傾斜荷載下抗拔樁承載機理

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算方法。在綜合分析和評價國內(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理，開展了抗拔樁室內(nèi)模型承載對比試驗?；谠囼灛F(xiàn)象，得出了傾斜荷載下抗拔樁的承載特性。試驗結(jié)果表明，抗拔樁承受傾斜荷載時，與豎向承載不同，呈現(xiàn)靠傾斜荷載一側(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，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。
　　在試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，依據(jù)試驗實測傾斜荷載下抗拔樁破壞模式，并考慮荷載傾角和長徑比的影響，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算公式，與試驗結(jié)果對比表明，該方法計算值與實測

4、值吻合較好，可用于實際工程。最后對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和樁徑的增大都會顯著提高傾斜荷載下抗拔樁的極限承載力。
　　最后通過有限元軟件ABAQUS模擬不同荷載傾角下抗拔樁承載機理?；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的扇形分布。樁身兩側(cè)z方向