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竖向荷载作用下大直径钢管桩承载力特性分析贾媛媛肪,赵冉趸塾曲西:,猣,,第卷第年广西大学学报:自然科学版文章编号:.西华大学建筑与土木工程学院,四啥啥祭砉ご笱У刂试趾Ψ乐斡氲刂驶肪潮;す抑氐闶笛槭遥拇ǔ啥薪凰暮焦こ萄芯吭河邢薰荆愣ü阒愣ńㄉ柚耙导际跹г和聊竟こ滔担愣ü阒摘要:近年来,新型大直径钢管桩基的承载力特性备受关注,为此,以湛江某新建油码头工程大直径钢管桩测试桩桩为研究对象,采用有限元三维数值静载试验方法,对竖向荷载作用下大直径钢管桩的桩径、桩长、桩侧土摩擦系数及桩端土压缩模量对其承载力特性的影响规律进行研究。结果表明:钢管桩桩径增大,则其极限承载力和桩侧摩阻力随之提高,桩端沉降与桩顶沉降之比逐渐减小,同时桩端阻力随着桩径的增加而减小;钢管桩桩长增加,钢管桩的极限承载力和桩侧摩阻力都显著提高,桩端阻力与桩顶荷载之比逐渐减小;桩侧土摩擦系数增大,则桩的极限承载力增大而桩端沉降量显著减小,尤其在摩擦系数从增加到时,沉降量减小幅度较大;桩端土压缩模量增加,则钢管桩竖向极限承载力和桩端阻力增大,而桩端沉降量减小。研究结果可对类似工程大直径钢管桩的设计和施工提供参考。关键词:竖向荷载;大直径钢管桩;有限元;承载特性中图分类号:.文献标识码:—琇珿,猟收稿日期:恍薅┤掌冢—基金项目:国家自然科学基金资助项目;地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室资助项目通讯联系人:路军富,男,河南新乡人,成都理工大学讲师,博士;:畉。.珿:瑃甌,,,,—,,甋,瓹.,珿甋
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扑隳P陀氩问≡№甌近年来,随着我国大型深水港口工程以及跨海大桥工程日益增多,新型大直径钢管桩在工程中将逐渐得到广泛的应用,虽然目前国内外学者对大直径钢管桩受力特性进行了一些研究¨引,然而竖向荷载作用下大直径钢管桩的直径、长度以及桩侧土力学参数对其受力特性影响规律尚不明确,其设计和施工中仍然参考普通桩的计算理论和受力特性⋯,钢管桩的设计参数偏于保守,给工程造成极大的浪费,同时通过现场静载试验确定大直径钢管桩承载力特性,则试验费用非常高,而数值试验为研究提供了较好的方法【R虼耍U故蚝稍刈饔孟麓笾本陡止茏性亓μ匦匝芯烤哂兄匾5睦砺酆拖质狄本文采用有限元三维数值试验法,以新建油码头工程中的大直径钢管桩测试桩桩为研究对象,对竖向荷载作用下大直径钢管桩在不同直径、长度以及桩侧土力学参数情况下的承载力特性进行研究,旨在揭示竖向荷载作用下大直径钢管桩的桩径、桩长、桩侧土摩擦系数及桩端土压缩模量对其承载力特性的影响规律,为类似工程的设计与施工提供参考。本研究采用三维有限元数值模拟,用大尺寸模拟半无限空间钢管桩周围土体,桩周土体模型直径为钢管桩直径的倍,桩周土体厚度为钢管桩长度的叮止茏诓客撂宄满钢管桩内径,顶部高度则根据现场试验情况取低于钢管桩顶为确保数值模拟结果的精确性,钢管桩模型单元划分较细,在钢管桩顶部叽⒉慰嫉悖魑<辛釉氐恪4送猓由于本研究的土体和桩存在接触问题,采用二阶单元会导致计算不收敛,因此,两种单元均采用八节点线性减缩积分单元M梁透止茏讲糠值氖堤迥P途捎萌ピ#体及钢管桩单元划分情况如图尽三维数值试验中,桩与土接触区域以及接触面间的接触状态选用面面接触,接触面的接触行为本构模型选用库伦摩擦模型。计算参数依据《某油码头工程地质勘查报告》确定桩位各土层工程性质及主要物理力学参数,见