不同樁頭約束及水平偏心荷載下樁基礎(chǔ)響應(yīng)分析.pdf

1、樁基礎(chǔ)常常是橋梁、近海碼頭、海上平臺(tái)、近海風(fēng)機(jī)、跨海輸電塔及高聳建筑物等大型建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)的首選基礎(chǔ)類型。樁基礎(chǔ)與上部建(構(gòu))筑物存在多種連接形式，使樁基的樁頭約束情況存在極大差別。而樁頭約束恰恰是影響水平受荷單樁變形的關(guān)鍵影響因素之一。設(shè)計(jì)中如果對(duì)樁頭約束認(rèn)識(shí)不足，可能使結(jié)構(gòu)水平位移超出設(shè)計(jì)要求。上述提到的建(構(gòu))筑物主要受到來自風(fēng)、波浪甚至船舶撞擊的水平荷載作用。由于荷載作用位置或結(jié)構(gòu)自身形狀等原因，這些荷載在結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)中會(huì)同時(shí)產(chǎn)生

2、較大的扭矩。使樁基礎(chǔ)受到水平和扭矩荷載聯(lián)合作用。針對(duì)上述情況，本文主要研究內(nèi)容包括樁頭約束對(duì)單樁和受扭群樁響應(yīng)影響及水平偏心加載群樁響應(yīng)理論分析。
　　 首先，基于我國規(guī)范中采用的m法，對(duì)樁頭約束對(duì)水平加載單樁響應(yīng)影響進(jìn)行了理論分析。討論了不同樁頭約束定量表征參數(shù)間的關(guān)系和各自特點(diǎn)；討論了樁身埋入深度和自由長度對(duì)不同樁頭約束表征參數(shù)間關(guān)系和單樁響應(yīng)的影響。分析發(fā)現(xiàn)：樁頭約束度九能夠有效表征樁頭約束情況，樁頭位移和土面下樁身最大彎

3、矩隨樁頭約束度λ呈線性變化，而隨自由長度的變化更為明顯；最大彎矩點(diǎn)深度隨九增加而變大，隨自由長度增加而減??；剛性樁和彈性樁響應(yīng)隨樁頭約束的變化規(guī)律有明顯差別。然后，提出了一套能夠考慮樁頭約束的水平受荷單樁非線性響應(yīng)簡化計(jì)算方法，能夠計(jì)算樁頭位移、樁頭彎矩、土面下樁身最大彎矩及其埋入深度。該方法簡單、便于手算，計(jì)算結(jié)果具有較好精度，能夠滿足工程設(shè)計(jì)要求。
　　 樁頭約束對(duì)受扭群樁響應(yīng)也有顯著影響。本文利用旋轉(zhuǎn)剛度km和約束度λ表征

4、扭轉(zhuǎn)受荷群樁的樁頭旋轉(zhuǎn)約束，用扭轉(zhuǎn)剛度kt忽表征樁頭扭轉(zhuǎn)約束，通過改進(jìn)已有的非線性數(shù)值模型研究樁頭約束對(duì)砂土中扭轉(zhuǎn)加載群樁響應(yīng)的影響；對(duì)已有的離心試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行反分析，得到試驗(yàn)群樁的樁頭約束隨荷載變化規(guī)律；討論了群樁尺寸、砂土密度等因素對(duì)群樁響應(yīng)的影響。
　　 水平荷載和扭矩的共同作用使群樁中存在復(fù)雜的樁-土-樁相互作用。本文建立了水平偏心加載群樁的彈性分析模型，分析了不同偏心距下樁-土-樁相互作用對(duì)群樁響應(yīng)的影響。分析結(jié)果表明樁