水平多向荷載下砂土中樁基礎的彈塑性數(shù)值分析.pdf

1、目前，國內(nèi)外對水平受荷單樁的研究大多集中在單向加載。而在實際工程中，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受到的多方向水平荷載。對于群樁的研究也存在同樣的問題，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稱軸方向。因此，需要對樁基礎在多向荷載作用下和群樁在非對稱軸方向的水平單向荷載作用下的特性進行研究。本文首先通過室內(nèi)三軸試驗數(shù)據(jù)率定出砂土本構模型的主要參數(shù)，然后利用數(shù)值模擬的手段對水平單向加載、水平

2、多向加載和沿非對稱軸方向單向加載作用下砂土中的樁基礎進行了研究。
　　首先，對單向和多向荷載作用下的單樁進行了模擬，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方向的運動位移的增大而增大。
　　然后，對單向荷載作用下的群樁進行了模擬。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系數(shù)分別為0.82、0.67。對群樁沿非對稱軸方向單向加載的模擬中，沿與X軸夾角為

4、15°和30°的非對稱軸方向單向加載時，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，當位移為10mm時：位移方向為15°時，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°;位移方向為30°時，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。沿著非對稱軸方向加載和對稱方向的單向加載的群樁的水平力的合力是不變的