水平多向荷載下砂土中樁基礎(chǔ)的彈塑性數(shù)值分析.pdf

1、目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)水平受荷單樁的研究大多集中在單向加載。而在實(shí)際工程中，單樁往往受到多方向水平荷載的作用，例如在地震作用、波浪的沖擊下樁基礎(chǔ)受到的多方向水平荷載。對(duì)于群樁的研究也存在同樣的問(wèn)題，并且水平單向荷載的作用方向一般沿著群樁水平布置的對(duì)稱軸方向。因此，需要對(duì)樁基礎(chǔ)在多向荷載作用下和群樁在非對(duì)稱軸方向的水平單向荷載作用下的特性進(jìn)行研究。本文首先通過(guò)室內(nèi)三軸試驗(yàn)數(shù)據(jù)率定出砂土本構(gòu)模型的主要參數(shù)，然后利用數(shù)值模擬的手段對(duì)水平單向加載、水平

2、多向加載和沿非對(duì)稱軸方向單向加載作用下砂土中的樁基礎(chǔ)進(jìn)行了研究。
　　首先，對(duì)單向和多向荷載作用下的單樁進(jìn)行了模擬，其中多向加載采用圓及橢圓形的加載路徑，幾種加載路徑中，沿著X方向的最大位移都為10mm。通過(guò)模擬發(fā)現(xiàn)，單向加載的最大水平力為273N，圓形加載（即X向和Y向的最大位移比為1:1）X方向的最大水平力為255N，和單向加載比較明顯減小了。兩種橢圓加載（即X向和Y向的最大位移比分別為1:0.6和1:0.2）X方向的最大水平

3、力分別為262N和270N。從以上結(jié)果可以看出，在多向加載條件下，X方向的最大水平力明顯減少，并且折減的程度隨著Y方向的運(yùn)動(dòng)位移的增大而增大。
　　然后，對(duì)單向荷載作用下的群樁進(jìn)行了模擬。采用了2×2的群樁布置形式，樁間距為3D（即3倍的樁徑）。在單向荷載作用下，前排樁的最大水平力為598N，后排樁的最大水平力為488N。前排樁和后排樁的水平群樁效應(yīng)系數(shù)分別為0.82、0.67。對(duì)群樁沿非對(duì)稱軸方向單向加載的模擬中，沿與X軸夾角為

4、15°和30°的非對(duì)稱軸方向單向加載時(shí)，各樁的樁頭水平力的方向始終和位移方向不在同一直線上，當(dāng)位移為10mm時(shí)：位移方向?yàn)?5°時(shí)，樁1、樁2、樁3和樁4樁頭水平力的方向分別為16.8°、12.5°、17.6°和11.6°;位移方向?yàn)?0°時(shí)，樁1、樁2、樁3和樁4樁頭水平力的方向分別為31.0°、28.7°、31.3°和28.0°。力和位移的方向明顯出現(xiàn)了非共軸現(xiàn)象。沿著非對(duì)稱軸方向加載和對(duì)稱方向的單向加載的群樁的水平力的合力是不變的