傾斜荷載作用下樁基及土體的受力機(jī)理分析.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及人口數(shù)目的不斷增加，使得橋梁以及建筑的迅速向大跨度和高層發(fā)展，分析樁基在承受傾斜荷載或者軸向、水平荷載作用的受力狀況逐漸成為重點(diǎn)。目前，對(duì)于承受傾斜荷載作用的樁基的受力機(jī)理的研究還只局限于在宏觀作用的層面上，而對(duì)于樁基在傾斜荷載作用時(shí)樁身與土體顆粒相對(duì)運(yùn)動(dòng)，相互作用的微觀層面的機(jī)理探討還不多。土體是由一系列碎散的顆粒物組成，具有非線性、非連續(xù)性等特點(diǎn)，因此很有必要從顆粒層面研究樁土相互作用的機(jī)理。
　　本文以

2、單樁靜載室內(nèi)試驗(yàn)為基礎(chǔ)，研究了單樁在砂土中的受力特性?；陔x散元法對(duì)傾斜荷載作用下的樁基進(jìn)行模擬。通過將離散的顆粒體組合形成樁體與樁周土體，利用顆粒流程序(Particle Flow Code, PFC)模擬試驗(yàn)對(duì)承受傾斜荷載作用下的樁土相互作用機(jī)理。通過對(duì)樁周設(shè)置測(cè)量圓以及樁周土體的不同性質(zhì)論述了在微觀層面上樁土相互作用的機(jī)理。本文主要完成了如下工作：本文首先基于靜載模型試驗(yàn)對(duì)砂土中的單樁進(jìn)行模擬，建立PFC顆粒流模擬模型。重點(diǎn)分析了

3、樁身承受傾斜荷載時(shí)樁周土體顆粒的位移、力鏈傳遞以及樁周土壓力的變化。并且分析了樁身直徑、土顆粒剛度以及土顆粒的摩擦系數(shù)對(duì)樁土相互作用的影響。結(jié)果表明：①剛性短樁自由端在承受荷載時(shí)，樁前土體顆粒首先表現(xiàn)出側(cè)向平移，距離樁體一定距離表現(xiàn)為向右上方運(yùn)動(dòng)。②隨著樁頂水平荷載的增加，樁身對(duì)樁前土體的影響范圍及樁周土體應(yīng)力增大，樁身入土深度逐漸減小，對(duì)樁端處土體的影響范圍減小。樁身旋轉(zhuǎn)點(diǎn)逐漸向樁前移動(dòng)。③隨著樁身直徑的增加，樁端對(duì)土體的影響范圍逐漸

4、減小并且樁周土體的位移逐漸增大；身沉降逐漸減小，樁身旋轉(zhuǎn)點(diǎn)向樁前移動(dòng)距離減??；樁身土壓力表現(xiàn)為隨著樁深逐漸增大。④隨著土體顆粒剛度的增加，樁周土體顆粒位移逐漸減小，樁端對(duì)土體的影響范圍逐漸增大；樁身沉降逐漸減小，樁周土體應(yīng)力增加；樁身受到樁周顆粒的約束，樁身旋轉(zhuǎn)點(diǎn)不明顯并且向樁前移動(dòng)距離減小。⑤隨著土顆粒摩擦系數(shù)的增加，樁身沉降逐漸減小并且逐漸趨于相等，根據(jù)土體力鏈傳遞可知樁端對(duì)豎向土體壓力減小，對(duì)樁側(cè)土體壓力增大；旋轉(zhuǎn)點(diǎn)逐漸向樁后移動(dòng)