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黄土地区抗拔桩的受力性能及承载能力研究

作者:来源:日期:2020-3-16 13:17:31人气:116
         抗拔桩作为- -种重要的桩基形式,广泛应用于地下室的抗浮、输电线路基础、高耸构筑物基础等,然而对于抗拔桩的理论研究远远落后于工程实践,尤其是在黄土地区,此种特点更为突出。因而对黄土地区抗拔桩的承载性能进行研究,将显得更为迫切和重要。


         本文基于西安黄土地区,是对已有课题组黄土地区抗拔桩承载性能研究的延伸,通过单桩现场抗拔试验研究,对黄土地区单桩的抗拔承载性能已有了部分结论,而对于抗拔群桩的承载特性的研究,现场试验是很难进行的。因此本文是在现场单桩抗拔试验的基础上,通过有限元分析软件ABAQUS进行数值模拟,对黄土地层中单桩和群桩的抗拔承载特性进行进一步 的深入研究,着重对等截面抗拔桩基础的承载机理和承载性状进行了分析探讨,得出的主要结论有:

         (1)在黄土地层中,单桩承受上拔荷载时,其抗拔承载力由桩侧摩阻力提供,桩侧摩阻力的发挥随桩身深度逐步发挥,表现出极大的非线性,随桩身深度呈现先增后减循环变化的趋势,桩长、桩径,桩身强度的增大都能提高单桩的抗拔承载力,但增大- -定程度以后抗拔承载力不再明显提高。

         (2)水平荷载的作用对单桩抗拔承载力造成不利影响,随着水平荷载的增大,单桩的抗拔承载力降低。在同- -深度 处的桩侧摩阻力大小随水平荷载的增大而增大,当水平荷载增大到单桩水平极限承载力的0.4倍以后,桩侧摩阻力的发挥程度将不再增大;在群桩基础中,水平荷载的作用,对角桩的抗拔承载性能影响较大,在设计时需加强角桩的抗拔承载能力。

         (3)在黄土地层中,当作用相同的上拔荷载时,黄土地层中的受拔单桩侧摩阻力较一般粘性土地层中的抗拔单桩发挥更快,两者的抗拔承载性能中,桩侧摩阻力的分布差异较大,黄土地层中的单桩侧摩阻力出现多个侧摩阻力峰值,且最大侧摩阻力峰值在桩身深度较大处,而粘土地层中的单桩侧摩阻力在桩身深度一半处达到最大值,其在抗拔过程中并未出现如黄土地层中的多个侧摩阻力峰值。


         (4)在群桩抗拔承载特性中,与单桩相比,群桩效应对抗拔影响较明显,群桩各基桩在上拔时的承载性能有所差异,桩顶位移表现为中桩大于边桩,边桩大于角桩;桩长的增加,会使群桩的.上拔位移降低,增大桩长使得桩土之间的影响加大:桩距的变化,对群桩抗拔承载性能的影响较大,增大桩距,使群桩基础中桩-与桩之间的相互影响减弱,桩间土受到的应力叠加效应相继减弱,能明显提高群桩的抗拔承载力;增加桩数,对群桩基础的抗拔承载性能的提高不大,由于随着桩数的不断增大,拔桩与桩之间的影响重叠区增多,群桩效应也就越明显。

         (5)群桩基础在承受上拔荷载时表现出较明显的不均匀分布的特性,其中角桩承受荷载最大,边桩次之,中桩最小。这种不均匀分布的特性随着荷载增大,有所减小。

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