朱 昊

(合肥工业大学 土木与水利工程学院，安徽 合肥 230009)

0 引 言

近年来,我国交通事业飞速发展,跨江、跨河的桥梁建设越来越多。而我国江河流域的桥梁大多处于深厚覆盖层地区,地基土体承载力低,传统的普通桩基础在该类地基下桩-土共同作用发挥效率低,须嵌岩才能达到承载力要求。殷永高[1]针对传统桩基础的不足之处提出根式基础的概念,根式基础是在沉井基础中预留顶推孔,待沉井下沉到设计标高后再向土层中顶推预制的根键,将根键与沉井固结后,形成根式基础。龚维明等[2]以马鞍山长江大桥为背景,开展了根式基础的竖向承载力试验研究,得出根式基础在以砂土层和卵石层作为持力层时,其竖向极限承载力较之于普通桩基础分别提高了约100%和63%。

本文所研究的通过数值模拟方法分析根式基础与普通桩基础在荷载作用下桩身各部位的承载占比。

1 数值模拟

1.1 模型建立及本构关系

本文根式基础和普通桩基础采用相同数值网格模型,如图1所示。桩长30.0 m,桩径2.5 m,根键外露1.0 m,宽0.5 m,高0.5 m。土体长80 m,宽80 m,高80 m。网格沿竖直方向均匀划分,其中桩段每0.25 m高度划分一层单元。本次模拟中对模型四周的法向方向进行约束,在模型的底面对三个方向进行约束,作为本次模拟的边界条件。土体采用Mohr-Coulomb弹塑性本构模型,桩体采用Elastic弹性本构模型,接触面单元采用Mohr-Coulomb本构模型。普通桩在桩底和桩侧面建立独立的两接触面,避免出现桩底和桩侧面接触面接触面节点融合导致受力与实际不相符[3]。……