基于修正侧阻抗力矩的刚性单桩水平承载力解析解

摘要：

为了更准确地考虑竖向摩擦效应对刚性单桩水平承载力的影响,假定被动侧桩周径向土压力呈余弦函数分布,建立被动侧桩周最大径向土压力与总土抗力的关系.对径向土压力和竖向摩阻力模拟结果进行反演得到修正的桩-土界面竖向摩擦因数,推导侧阻抗力矩解析表达式.然后,假定极限土抗力、水平地基反力模量随深度线性增加,水平地基反力模量随地面处水平位移非线性减小,导得了桩侧土均未屈服、旋转点以上部分土体屈服、旋转点上下均有土体屈服三阶段下的水平力和力矩平衡方程.鉴于数值迭代程序的复杂性,采用位移加载方式,计算时将地面处水平位移y0视为已知量,旋转点深度a视为变量,通过变形得到水平承载力解析解.通过与有限元分析、模型试验和现场试验的结果进行比较,验证了该方法的正确性.最后,利用该方法分析桩径、内摩擦角以及水平力作用点高度对刚性单桩水平承载力、最大弯矩和旋转点深度的影响.结果表明:采用余弦函数可以很好地表征被动侧桩周径向土压力分布,根据修正的桩-土界面竖向摩擦因数计算的侧阻抗力矩更符合实际;忽略侧阻抗力矩作用会明显低估刚性单桩的水平承载力,低估程度随着桩径、内摩擦角以及水平力作用点高度的增大而增大.

关键词：桩基工程、刚性单桩、侧阻抗力矩、水平承载力、解析解、参数分析

所属期刊栏目：41

分类号：TU473(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;广西自然科学基金资助项目;广西重点研发计划项目

在线出版日期：2022-11-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：1910-1922