循環荷載作用下飽和黏土地基中單樁力學響應分析

楊華勛，陳簫笛，亓 良

（魯東大學巖土工程重點實驗室，山東 煙臺 264025）

目前世界范圍內海洋工程建設越來越廣泛，其基礎不但承受自身重力的豎向荷載，還要承受來自海洋的波浪荷載、風荷載和船舶撞擊等水平循環荷載的作用，水平循環荷載下樁基礎的力學響應較為復雜，其與水平單調加載時樁基力學行為有明顯差別。循環橫向荷載作用下樁基礎的力學響應也逐漸吸引了很多專家與學者的重點關注[1-3]。通過模型試驗，Basack等[4]研究了荷載頻率、循環次數和位移幅值等因素對樁基周圍海相沉積黏土循環軟化、弱化問題的影響，得出樁周軟黏土軟化、弱化程度隨著加載頻率的增加而增大，而隨著循環次數增加反而減小的結論。通過有限元數值計算和大比尺模型試驗，孫永鑫[5]對橫向靜力及循環加載情況下海上風機大直徑樁的受力變形特性及樁土相互作用機制進行了探討，為大直徑海上風電樁基提供了一定的設計參考。對于承受循環荷載作用的樁體，國內外多數學者把樁體假設為線彈性模型，與實際樁基礎受力差距較大，沒有考慮樁身混凝土損傷和鋼筋屈服的結構破壞形式，只是對樁周土體發生塑性失穩時樁基礎的力學響應做了一定研究[6-9]。范慶來等[10]雖然考慮了樁身混凝土損傷和鋼筋屈服對于靜力荷載作用下海上單樁水平響應的影響，但是沒有考慮循環荷載效應。文章通過對比考慮混凝土損傷和鋼筋屈服的樁基模型與線彈性樁基模型，運用ABAQUS大型有限元分析軟件，研究探討單樁基礎在水平循環荷載作用下的受力性狀和變形規律。……