论文部分内容阅读
在建筑工程中,桩基础的主要功能是承受建筑物的竖向荷载,因而,对于水平承载桩的研究相对薄弱。然而,水平承载桩对于维护承受水平荷载作用的建筑物的安全稳定至关重要,所以研究基桩水平承载性能也具有重要的工程意义。本文依托某工程基桩检测项目,对基桩的水平承载性能进行了现场试验测试,获得了系统的第一手资料;进而,又应用有限元方法对该工程基桩的水平加荷过程进行了数值模拟,模拟结果与实验结果良好的一致性确认了有限元方法对于模拟基桩水平承载性能的有效性;在此基础上,进一步应用有限元方法展开了桩土参数变化对于基桩水平承载性能影响的数值模拟研究。在工程基桩水平载荷试验中,进行了桩顶位移监测和桩身应力测试,获得了各级水平荷载作用下的桩顶水平位移、不同深度上桩身截面轴力、弯矩、转角和挠度的分布数据。对测试数据的分析表明,桩上段3m以上桩身的弯矩和位移特别明显,桩土的承载力主要受这一层土影响;在这以下,弯矩和位移明显减小,并在一定深度出现了反弯点,随着水平荷载的增大,反弯点略有下移,由更深处的土抗力来承担水平荷载;桩的下段弯矩和位移都特别小,可视为嵌固于土中而不能转动。桩土体系参数变化对基桩水平承载性能的数值模拟结果表明,对于一定的水平荷载和桩土参数,存在着一个恰当的桩长,具有恰当桩长的桩土体系在工程设计荷载作用下能够保持安全稳定,并且没有多余的无效桩长,从而也保证了经济合理。另外,混凝土弹性模量和桩径的增加,地表4倍桩径范围内土体的刚度提高,都能明显改善基桩的水平承载性能。现场试验与有限元数值模拟的结合,有限元方法的有效性由现场试验确认,在此基础上应用有限元数值模拟技术研究不同条件下的基桩承载性能,可以大大减少现场试验工作量,并可以更全面地了解影响基桩承载性能的因素和影响规律,从而为基桩的工程设计提供有价值的参考。