靜壓樁殘余應(yīng)力數(shù)值模擬及其對(duì)樁承載性狀影響分析.pdf

1、近年來，隨著城市基礎(chǔ)建設(shè)的高速發(fā)展，高層建筑不斷增多和密集，樁基己成為高層建筑基礎(chǔ)的主要形式。靜壓樁以其振動(dòng)小、噪音低、對(duì)環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到工程界重視。靜壓樁在天津、上海、浙江、廣東等沿海軟土分布較廣的地區(qū)以及人口密集的大城市的應(yīng)用很廣，取得了良好的效果，是一項(xiàng)非常實(shí)用的樁基類型。 靜壓樁設(shè)置后，樁端、樁側(cè)及樁身都存在著殘余應(yīng)力。一般試樁都在加荷之前對(duì)測(cè)試儀器調(diào)零，因此測(cè)得的結(jié)果中實(shí)際上忽略了樁殘余應(yīng)力的影響。由于該問

2、題非常復(fù)雜，涉及到多方面的基本問題，雖然已有很多學(xué)者采用不同的方法對(duì)該問題進(jìn)行了研究，但仍然沒有獲得滿意的結(jié)果。本文在分析研究有關(guān)國(guó)內(nèi)外靜壓樁沉樁過程的研究成果的基礎(chǔ)上，以靜壓樁殘余應(yīng)力為研究對(duì)象，利用有限元方法建立了符合壓樁實(shí)際的有限元模型，該模型采用有限變形理論和自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)，通過樁土界面的接觸和施加位移荷載來實(shí)現(xiàn)壓樁過程，運(yùn)用計(jì)算得到的靜壓樁殘余應(yīng)力分析了其對(duì)樁承載性狀的影響，得到相關(guān)結(jié)論。 殘余應(yīng)力雖然不會(huì)影響靜壓樁的

3、總極限荷載值，但是對(duì)樁的承載形狀有一定的影響，忽略殘余應(yīng)力的影響將會(huì)導(dǎo)致：量測(cè)的樁身極限承載力偏高而量測(cè)的樁端極限承載力偏低；過高地估計(jì)樁身荷載分擔(dān)比例或者過低地估計(jì)樁端荷載分擔(dān)的比例；在樁上段量測(cè)的側(cè)阻力值偏高，在樁下段量測(cè)的樁側(cè)阻力值偏低。 樁土摩擦系數(shù)、樁的剛度、樁周土體的變形模量和樁徑都會(huì)對(duì)殘余應(yīng)力產(chǎn)生影響?；貜棔r(shí)摩擦系數(shù)由小到大，中性面的位置逐漸靠近樁尖，變化幅度較小，而側(cè)摩阻力逐漸增大；隨著摩擦系數(shù)的增大，樁身殘余軸

4、力也逐漸增大，沿樁身的分布規(guī)律相似。樁側(cè)殘余應(yīng)力隨樁徑的增大而增大，中性面的位置沒有變化，殘余側(cè)阻力沿樁長(zhǎng)的分布情況基本不變；殘余軸力的分布也基本上符合上述規(guī)律。樁身的剛度越大，側(cè)摩阻力中性面的位置越靠近樁頂，殘余應(yīng)力值越小，沿樁長(zhǎng)的分布也越均勻，樁身殘余軸力越小，沿樁長(zhǎng)的分布也越均勻。樁側(cè)殘余應(yīng)力隨樁周土體變形模量的增大而增大，但隨著土體變形模量的增加，殘余側(cè)阻力沿樁長(zhǎng)的分布越不均勻，殘余軸力的分布也基本上符合上述規(guī)律，但其沿樁身變化