液化土及震陷性软土中桩基承载特性研究

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液化土或震陷性软土中桩基承载特性研究是当前岩土工程领域的前沿课题之一。我国江河流域大量存在沉积软土及砂砾层的二元相结构特殊地质,液化或震陷特征明显。本文针对桩基的承载特性,考虑土体液化或震陷后工程特性的改变对桩基承载特性的影响,主要对土体液化或震陷时基桩承载力变化及基桩承载特性中的屈曲稳定问题进行分析研究。主要开展以下几个方面研究:(1)对液化土及震陷性软土中基桩承载特性基本理论进行总结分析。按照现有规范的方法,计算了不同液化条件下的基桩承载力,分析可见:土体液化或震陷后的强度并不是完全丧失,随着桩侧土体液化程度的加重,桩径对单桩竖向承载力的影响越发显著,桩径越小,同等液化环境下基桩承载能力折减越多。(2)将基桩可能受到的约束形式简化为桩底嵌固,而桩顶自由、铰接或弹嵌,假设桩侧土体弹性抗力系数分布为:基桩埋深在桩侧土体抗力系数转换点深度(4.0/a)以内土体弹性抗力系数呈抛物线变化(c法)或斜直线变化(m法),超过4.0/a深度的土体弹性抗力系数为常数。考虑桩身自重与桩侧摩阻力的影响,根据能量法求解各种情况下屈曲临界荷载值的表达式。通过实例对各种影响因素进行了对比分析,说明了所选择的桩侧土体抗力系数转换点计算深度H(H=4.0/α)的合理性;当基桩桩底约束较少时桩侧摩阻力及基桩自重对屈曲临界荷载值的影响不容忽视,当桩径大于0.8m,无论桩顶约束如何,这种影响是有利于基桩稳定的;当桩径小于0.8m,且桩顶自由时,桩侧摩阻力及基桩自重的作用是不利于基桩屈曲稳定的。(3)由于桩身缺陷、桩侧土体的不均匀等因素,基桩实际的屈曲荷载值可能小于屈曲临界荷载值。在能量法求解的基础上,采用了扰动法对桩身初始后屈曲性状进行分析。算例分析表明:基桩屈曲临界荷载随着桩土刚度比和桩身埋置深度增加而增大,但初始后屈曲性状却趋于不稳定。
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