考虑实际分布形式的水平受荷桩桩周土抗力分析方法
2021-11-17付臣志王顺苇欧孝夺
工程力学 2021年11期
关键词:水平
江 杰,付臣志,王顺苇,欧孝夺
(1. 广西大学土木建筑工程学院,广西,南宁 530004;2. 工程防灾与结构安全教育部重点实验室,广西,南宁 530004;3. 广西防灾减灾与工程安全重点实验室,广西,南宁 530004)
桩基础作为一种重要的基础形式,广泛应用于港口码头、海洋平台、风电铁塔、铁路桥梁等工程项目中,会承受由上部结构传递的水平力、竖向力、扭矩等复杂荷载作用[1-3]。对于水平受荷桩的分析,目前常用的方法有p-y曲线法、弹性地基反力法等[4-8]。然而,这些方法只能近似考虑水平向桩-土相互作用,无法考虑桩周土抗力的实际分布形式。对于只承受水平力的单桩,采用上述方法都能取得较好的计算精度,但对于水平力与其他荷载耦合作用的单桩,上述方法未能准确反映其他荷载对桩周土抗力的影响,使得桩基水平响应偏离实际。如:水平力与竖向力耦合作用时,不能考虑竖向摩阻力对环向摩阻力的影响[6-8];水平力与扭矩耦合作用时,不能考虑桩-土间的反向剪切作用[9]。因此,一种考虑实际分布形式的桩周土抗力理论分析方法亟待提出。
国内外学者对水平受荷桩桩周土抗力进行了大量研究,李洪江等[10]基于Vesic 圆孔扩张理论以均布荷载作用于被动侧桩周,近似认为土抗力沿桩径均匀分布。宋林辉等[11]基于考虑位移的朗肯土压力理论,根据桩周土的径向位移求解了径向土压力,以其水平分量作为桩周土抗力,一定程度上考虑了桩周土抗力的分布形式。值得指出的是,上述土抗力分析方法均未考虑环向摩阻力对土抗力的贡献,Smith[12]和Briaud 等[13]分析表明水平受荷桩桩周土抗力由径向土压力和环向摩阻力组成,并给出了两者沿桩周的分布模式,如图1所示。……
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