H-T聯(lián)合作用下基樁內力位移理論分析及試驗研究.pdf

1、近年來，隨著我國沿海經濟的快速發(fā)展，近海大型基礎建設（如海上橋梁、海上平臺、風力發(fā)電塔等）的規(guī)模不斷擴大。這類多采用樁基礎的海上結構物時常承受由車輛制動、風、波浪、地震、船只或漂流物或撞擊等引起的水平受荷，且往往以水平偏心的形式傳遞至樁基礎，造成復雜的結構響應。分解這種作用于樁身上的水平偏心荷載即表現(xiàn)為受水平力H和扭矩T的聯(lián)合作用，工程中若不考慮這種偏心作用，可能會使設計偏于不安全并導致災難性后果。然而，現(xiàn)行基于疊加原理的常規(guī)方法不能考

2、慮這種荷載耦合作用，存在不少尚需解決的問題。為此，本文結合已有相關研究工作，對水平受荷樁、受扭樁及H-T聯(lián)合受荷樁進行理論分析和室內模型試驗研究，主要工作如下：
　　首先，假定樁周土體滿足廣義Gibson地基分布特性，引入虛土樁理論，基于能量法獲得樁-土體系能量控制方程，通過變分原理分別建立出水平荷載作用下樁身和樁側土的控制方程，進而采用中心點差分法分別導得了樁-土的響應值。在此基礎上，假定樁側土塑性區(qū)從地面開展并往下延伸，由此獲

3、得樁側土處于塑性狀態(tài)時的下樁-土響應值。
　　其次，基于剪切位移法和平衡原理，考慮樁側土體剪切模量沿深度呈冪函數(shù)分布，同時假定樁側土的塑性變形隨樁頂荷載增加自上而下逐步開展，得到純扭矩作用下樁側土分別處于彈性、彈塑性和塑性狀態(tài)時的樁身內力變形解析解。同時，針對工程中地基土的分層特性，引入土體彈塑性受扭荷載傳遞模型，給出了層狀地基中純受扭樁樁身扭矩-扭轉角的計算公式。
　　第三，基于m法和改進有限桿單元法，將水平力H和扭矩T的