單樁工作特性簡化分析方法

石雨恒

摘要：基于傳統(tǒng)的剪切位移法，建立了單樁工作特性的簡化分析方法。該方法考慮了樁側(cè)樁土接觸面上的樁土相對(duì)位移，提出了一種新的描述樁側(cè)剪應(yīng)力與樁土相對(duì)位移關(guān)系的接觸面模型。通過與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，驗(yàn)證了所提方法的可靠性。

Abstract： A simplified method based on the traditional shear displacement method is proposed for the working performance analysis of single pile. In this method， the relative displacement of pile and soil on the pile-soil interface is considered， and a new model of pile-soil interface is proposed to describe the relationship between the shear stress and the relative displacement of pile and soil. The proposed method is validated by comparing the predicted values with the experimental data collected from literatures.

關(guān)鍵詞：單樁;剪切位移法;工作特性;樁土接觸面模型

Key words： single pile;shear displacement method;working performance;model of pile-soil interface

中圖分類號(hào)：TU473 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2020）08-0217-02

0 ?引言

單樁的傳統(tǒng)理論分析方法主要有荷載傳遞法、彈性理論法和剪切位移法三種經(jīng)典理論分析方法。多年的工程實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，這些傳統(tǒng)理論分析方法存在著明顯的缺陷。近年來國內(nèi)外學(xué)者們紛紛在這些理論基礎(chǔ)上進(jìn)行了深入探索和研究，提出了較多改進(jìn)的單樁理論分析方法以及新的樁土界面模型[1-4]。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，考慮了樁側(cè)樁土接觸面上的樁土相對(duì)位移，提出了一種新的描述樁側(cè)剪應(yīng)力與樁土相對(duì)位移關(guān)系的接觸面模型，建立了單樁工作特性的簡化分析方法，并與試驗(yàn)實(shí)例進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證了其可靠性。

1 ?基本假設(shè)

①樁體彈性模量、尺寸沿樁長均勻分布。

②只考慮樁身受到的豎向力作用，忽略徑向力作用。

③土體剪切模量等參數(shù)不變。

④樁身位移以向下為正，樁身應(yīng)力和應(yīng)變以壓為正，樁側(cè)摩阻力以向上為正。

2 ?控制方程組

4 ?算例驗(yàn)證

4.1 算例概況

Yamashita等[6]對(duì)三根灌注樁進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)荷載沉降試驗(yàn)?，F(xiàn)選取其中一根灌注樁，運(yùn)用本文提出的方法計(jì)算其荷載沉降曲線，與其試驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比分析。該灌注樁的樁長為46.6m，樁徑為1.5m，樁身彈性模量為26.95GPa，樁側(cè)土層等分為10層，每層厚度4.66m，樁側(cè)各土層及樁端土的彈性模量從上到下分別為：4200、6300、5490、6690、11160、15300、17700、19800、21900、24300和26400（單位：tf/m2），樁側(cè)樁土界面抗剪強(qiáng)度及樁端破壞應(yīng)力分別為：1.4、2.1、3.6、4.0、4.5、5.1、5.9、6.6、7.3、8.1和79.3（單位：tf/m2），其中：1tf/m2=9.8kN/m2。本文計(jì)算參數(shù)取值：樁側(cè)的χ1和χ2分別取為1/9和1，Δsf取為3mm，樁端極限應(yīng)力即取為算例中給出的樁端破壞應(yīng)力。

4.2 計(jì)算結(jié)果分析

圖3便是本文計(jì)算方法得到的荷載沉降曲線與試驗(yàn)實(shí)測(cè)的荷載沉降曲線對(duì)比圖。由圖可見，本文方法計(jì)算得到的荷載沉降曲線與試驗(yàn)實(shí)測(cè)曲線擬合較好，驗(yàn)證了本文方法的可靠性。

5 ?結(jié)論

本文在前人研究的基礎(chǔ)上，考慮了樁側(cè)樁土接觸面上的樁土相對(duì)位移，提出了一種新的描述樁側(cè)剪應(yīng)力與樁土相對(duì)位移關(guān)系的接觸面模型，建立了單樁工作特性的簡化分析方法，并與Yamashita等[6]現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)比分析，驗(yàn)證了該方法的可靠性，為實(shí)際工程提供一定的理論幫助，具有較好的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

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