樁基變形與負(fù)摩阻力的數(shù)值模擬分析.pdf

1、隨著工程建設(shè)的蓬勃發(fā)展，樁基礎(chǔ)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。目前樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算理論的發(fā)展仍落后于工程實(shí)踐，尤其是針對(duì)一些特殊工況下抗壓樁的設(shè)計(jì)計(jì)算理論。例如深基坑開(kāi)挖條件下的樁基設(shè)計(jì)和堆載作用下的樁基設(shè)計(jì)，均應(yīng)高度重視樁身變形及樁側(cè)負(fù)摩阻力的影響。
　　本文結(jié)合工程實(shí)例，采用FLAC3D有限差分軟件，分別模擬了深基坑開(kāi)挖和大面積堆載作用下的樁基軸力、負(fù)摩阻力及變形的規(guī)律。在模擬上述兩個(gè)工況前，對(duì)樁土接觸面設(shè)置和參數(shù)的取值進(jìn)行了大量的模擬

2、計(jì)算，得到了各接觸面參數(shù)對(duì)模擬結(jié)果的影響曲線。在分析基坑開(kāi)挖對(duì)坑底工程樁的影響時(shí)，分別探討了樁間距、樁長(zhǎng)、樁徑以及修正劍橋模型中土體計(jì)算參數(shù)值對(duì)開(kāi)挖階段樁基的影響，得到了不同參數(shù)下坑底工程樁的上抬量及其軸力、摩阻力的變化規(guī)律。在分析大面積堆載對(duì)樁基的影響時(shí)，分析了加載順序、堆載面積、堆載大小、樁頂荷載大小、樁徑、樁端土體剛度與強(qiáng)度、樁側(cè)土體剛度與強(qiáng)度對(duì)基樁的影響，得到了不同參數(shù)下樁身軸力曲線及樁側(cè)摩阻力曲線，并對(duì)中性點(diǎn)的位置變化、樁端下

3、刺入量、樁體下拉力進(jìn)行分析；同時(shí)還分析了單側(cè)堆載的大小、位置、面積及加載順序?qū)痘鶄?cè)向擠壓的影響規(guī)律，得到樁側(cè)變形曲線。得到了以下幾項(xiàng)主要研究成果：
　　（1）樁土接觸面參數(shù)中，樁側(cè)接觸面剛度、樁端接觸面剛度、樁側(cè)接觸面黏聚力對(duì)樁身軸力及樁側(cè)負(fù)摩阻力的影響較大；接觸面內(nèi)摩擦角及樁端接觸面黏聚力對(duì)計(jì)算結(jié)果影響不大。
　?。?）樁基對(duì)坑底土體回彈具有一定的限制作用。樁頂上抬量、樁身拉伸值，最大軸力值及土體的回彈量均隨樁間距的增加

4、而顯著增加，當(dāng)樁間距增大到8D時(shí)，可不考慮群樁效應(yīng)；隨著基樁長(zhǎng)度的增大，坑底回彈量和樁頂上抬量均減小，但樁身拉伸量和最大軸力均增大；隨著樁徑的增大，坑底土體回彈量、樁身最大軸力及樁頂上抬量均減小，但樁側(cè)彎矩的明顯增大。
　?。?）在給定的參數(shù)范圍內(nèi)，坑底土體回彈量對(duì)?和?的變化比較敏感，樁頂上抬量對(duì)膨脹線坡度?的變化比較敏感，具體的參數(shù)敏感性排序?yàn)榕蛎浘€坡度>泊松比>孔隙比>初始固結(jié)線坡度>固結(jié)系數(shù)>黏聚力>臨界狀態(tài)參數(shù)。結(jié)合本文

5、第三章工程實(shí)例，分析比較土層參數(shù)均增大10％后的模擬結(jié)果可知，樁頂上抬量影響參數(shù)排位順序：固結(jié)度>泊松比>內(nèi)摩擦角>孔隙比>固結(jié)線坡度>黏聚力>臨界狀態(tài)參數(shù)?？拥淄馏w回彈量影響參數(shù)排位順序：泊松比>內(nèi)摩擦角>固結(jié)度>孔隙比>固結(jié)線坡度>黏聚力>臨界狀態(tài)參數(shù)。
　?。?）不同加載順序下，基樁中性點(diǎn)深度存在差異，在相同載荷加載作用下，樁頂荷載較樁周堆載提前施加的工況下，樁身軸力最大，樁頂沉降量也最大，為最不利工況，在工程上應(yīng)盡量避免。

6、工程中應(yīng)先施加堆載，然后施加樁頂荷載；樁頂下曳沉降量與樁周堆載和樁頂加載的順序有關(guān)，樁頂最終沉降量并非由樁頂荷載與樁周堆載單獨(dú)作用下產(chǎn)生的樁頂沉降量的簡(jiǎn)單疊加。負(fù)摩阻力引起的沉降量包括兩個(gè)部分，一部分為純碎由負(fù)摩阻力產(chǎn)生，另一部分為負(fù)摩阻力作用下，樁頂荷載下移中性點(diǎn)位置承受樁頂荷載的樁段縮短所引起的沉降。
　　（5）樁周有大面積堆載作用時(shí)，若馬上進(jìn)行樁基靜載試驗(yàn)，由于未考慮負(fù)摩阻力的時(shí)間效應(yīng)，得到的檢測(cè)數(shù)據(jù)值將會(huì)偏大，這樣可能高估