甘凤林 闫 冰 周发鑫

(1.东北电力大学，吉林 吉林 132012;2.甘肃省电力设计院，甘肃 兰州 730050)

0 引言

与平坡上的桩基础相比，位于斜坡或陡坡地段的桩基础不仅承受竖向荷载外，还将承受来自斜坡的侧向土压力;与平坡基础周边土体提供的剪切力也有很大的不同;另外，位于斜坡或陡坡地段的桩基础同时具有承载与抗滑的双重功能。上面这些受力特点决定了斜坡桩基受力特性更为复杂。斜坡地形桩土相互作用下初始地应力的处理也将更为麻烦。

本文采用大型有限元软件ANSYS，并考虑桩土接触行为的影响，实现了斜坡地形的初始地应力有限元模拟，为研究斜坡桩基的承载特性打下了基础。

1 算例描述

本文以某斜坡输电线路中典型的平底扩大头扩底桩为分析对象。计算分析中基础露头高度h1为1 m，桩身埋深h2为5 m，桩身直径d为1 m;基础扩底端台阶高度h3为1 m，h4为0.5 m，桩底直径D为2 m，斜坡坡度为45°，如图1所示。土和桩的材料参数见表1。

表1 材料特性

2 有限元模型的建立

以大型通用有限元软件 ANSYS12.0为工具，采用轴对称方法进行模拟，由于ANSYS规定以Y轴为对称轴，在建立有限元模型时，竖向(桩身轴向)为Y轴，水平向为X轴。桩、土均采用二维八节点的实体单元(Plane82)模拟;土体为DP材料;桩与土体界面处设置接触单元Contac172和Targe169来模拟桩—土之间的滑动和开裂，选用库仑摩擦类型。

对模型取足够大的计算边界以消除边界条件对计算结果的影响。经过多次试算，确定土体的计算范围:宽取10倍桩径长，桩底取2.5倍桩长。……