成层土中轴横受荷桩水平响应的非线性解

对于承受轴向荷载的水平受荷桩,以往研究大多基于线弹性或弹塑性水平荷载传递模型。为提升轴横受荷桩的计算设计水平,采用轴向荷载传递法计算桩身轴力,考虑桩身轴力引起的P-Δ效应,基于双曲线型水平荷载传递模型考虑桩-土体系变形的非线性特征,对成层土中轴横受荷桩的水平响应进行分析求解,得到了轴横荷载作用下桩身变形和内力的非线性有限差分解,并采用MATLAB语言编制了计算程序。使用模型试验算例与基于现场试验的有限元算例对非线性解的准确性进行对比验证,结果表明:计算结果与算例数据吻合良好,可靠性较高;采用不同荷载传递模型的计算结果在不同荷载水平下有所差异,在较大荷载水平下桩-土变形的非线性特点不容忽视。

基于应变楔模型的砂土地基水平循环受荷桩简化分析方法

为反映水平循环荷载作用下桩侧土的弱化效应及桩身侧向位移发展规律,提出了基于应变楔模型的砂土地基水平循环受荷桩简化分析方法。首先,利用砂土刚度衰减经验公式计算桩侧土刚度的弱化程度,确定循环再加载过程中桩侧土体应力-应变关系;其次,将其引入到应变楔模型中计算桩基侧向位移响应,考虑循环荷载作用次数和荷载大小的影响;最后,通过试验对比分析,验证所提方法能有效计算桩基础在水平循环荷载作用期间侧向位移的发展趋势。结果表明:桩身侧向位移随荷载作用次数增大而增加,其发展模式与荷载幅值大小相关;循环荷载作用下桩基水平承载能力存在较大程度的弱化。

基于改进应变楔模型的大直径桩基水平承载力分析方法

针对传统分析方法对于大直径计算结果与实测结果存在偏差的问题,提出了一种基于改进应变楔模型的大直径桩基水平承载力的分析方法。该方法首先推导了考虑桩侧摩阻的桩身侧向位移微分控制方程,并基于改进的应变楔模型计算大直径桩基的桩侧径向地基反力模量;然后考虑桩端弯矩和桩端剪力的影响,将其作为边界条件代入微分控制方程对大直径桩基的水平响应进行求解;最后通过算例分析,并与现场试验的实测结果进行对比,验证了该方法的可靠性和准确性。结果表明:桩侧摩阻、桩端弯矩和桩端剪力有利于大直径桩基水平承载能力的发挥,不考虑上述因素时,计算结果将偏于保守;除桩身抗弯刚度外,桩基尺寸效应是桩侧摩阻、桩端弯矩和桩端剪力3个因素共同作用的结果,对于大直径桩基水平承载力的计算应综合考虑这些因素的影响。