水平荷載作用下斜坡剛性樁非線性分析

陳兆 陳驊偉 蔣沖 劉霖 沙策 瞿學遷

摘要：在綜合分析現(xiàn)有水平荷載作用下樁基分析方法的基礎上，建立了考慮樁側(cè)土體受力狀態(tài)的斜坡剛性樁力學模型；根據(jù)極限平衡原理，建立橫向荷載作用下斜坡剛性樁彎矩和應力平衡方程；引入考慮斜坡影響的py曲線方法，提出了綜合考慮樁側(cè)土體極限承載力與水平抗力系數(shù)沿深度呈線性增加的側(cè)向極限承載力與土體抗力承載力系數(shù)計算方法，同時，將該方法應用于計算實例，通過與已有有限元和理論計算方法對比分析，計算結(jié)果驗證了本文方法的合理性與可行性；并利用該方法，分析了斜坡坡角、樁土接觸面系數(shù)以及地基水平抗力系數(shù)對斜坡剛性樁承載特性的影響因素。分析表明：斜坡的坡角、樁土接觸面系數(shù)對側(cè)向荷載作用下斜坡剛性樁的荷載位移曲線影響明顯，而樁側(cè)土的抗力系數(shù)對側(cè)向荷載作用下斜坡剛性樁的荷載位移曲線影響不明顯。

關鍵詞：斜坡；樁；水平荷載；黏土

中圖分類號：TU476.4

文獻標志碼：A 文章編號：1674-4764（2016）03-0047-06

Abstract：The current analysis method of pile foundation under horizontal load are analyzed comprehensively. First， mechanics model of rigid pile in slope considering pile lateral stress is established. Second， according to the principle of limit equilibrium， the bending moment and stress equilibrium equation of rigid pile in slope under lateral load are proposed. Then the pile lateral ultimate bearing capacity and horizontal resistance coefficient along the depth increasing linear are developed using py curve method. The proposed method is applied in the case study， and the results verified the rationality and feasibility of this method by comparative analysis with the existing finite element calculation methods. Finally， the method is used to perform a series of parametric analyses， such as angle of slope， pile soil contact surface coefficient and horizontal resistance coefficient， and some significant conclusions are drawn. The slope Angle， contact surface coefficient of pile and soil has significant impact on the load displacement curve of rigid pile， and the resistance coefficient of pile side soil impact load displacement curve of is not obvious under the action of the lateral load.

Keywords：sloping ground； pile； lateral load； clay

水平受荷樁廣泛應用于高層建筑、橋梁、海岸碼頭、海洋采油平臺以及海上風電場等各種結(jié)構(gòu)工程中，學者們對此進行了大量的研究。文獻[1-3]從理論上進行了黏土中橫向荷載樁的py曲線分析，李衛(wèi)超等[4]通過砂土中兩組水平受荷剛樁試驗結(jié)果，基于 API的 py 模型，對砂土中剛性短樁的 py模型案例進行了研究， 劉紅軍等[5]對飽和粉土地基中進行了單樁水平靜力和循環(huán)加載室內(nèi)模型試驗，劉嚴超等[6]開展了近海大直徑單樁基礎在水平荷載作用下的三維有限元數(shù)值分析；……