水平荷載下基樁受力性能和破壞機理的研究.pdf

1、目前,水平荷載作用下基樁的受力研究主要集中于樁頂受力的情況,而對于樁身水平受荷的研究少之甚少。針對這一問題,本文對樁身承受水平荷載作用時鋼筋混凝土基樁的受力性能和破壞機理進行了研究。
　　 首先,本文總結(jié)了目前國內(nèi)外水平受荷樁的幾種計算方法:張氏法、c法、k法、m法和P—y曲線法,并用m法計算了樁身受水平荷載時單樁的位移和轉(zhuǎn)角。通過引入彈性梁小撓度微分方程,推導(dǎo)出了樁頂水平受荷和樁身水平受荷情況下樁身撓度方程。該方程基本描述了樁

2、身水平受荷時基樁的受力情況,得出了樁身內(nèi)力隨深度變化的關(guān)系,即樁身位移與轉(zhuǎn)角是樁身埋深的4次多項式。
　　 其次,本文討論了混凝土、鋼筋、土體以及樁土接觸面的本構(gòu)關(guān)系,建立了樁土體系的幾何模型,利用ANSYS有限元軟件對樁身處受水平荷載作用的單樁進行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明水平荷載作用于樁身處時,樁身水平位移變化有3種情況:當(dāng)荷載較小時,由于樁頂自由,樁頂位移最大；荷載處于中等水平時,荷載處至樁頂位移比較接近；當(dāng)荷載較大時,樁身彎曲

3、變形,荷載作用處位移最大,并逐漸向兩端減小。樁身水平受荷時水平方向的應(yīng)力呈橄欖型分布,當(dāng)樁端固定時,樁端壓應(yīng)力最大,荷載作用處為第二極值點。受土抗力和土體變形影響,樁土接觸面上的應(yīng)力沿樁長方向表現(xiàn)為壓應(yīng)力與拉應(yīng)力交錯分布。
　　 最后,討論了樁身彈性模量、管樁直徑、管樁壁厚等參數(shù)對基樁工作性能的影響。由于土體抗力的影響,改變剛度時,應(yīng)力變化較大,作用點處的應(yīng)力隨著剛度的增大由拉應(yīng)力逐漸變成壓應(yīng)力。樁徑對樁身變形,尤其是樁端水平位