土对单桩的影响研究.pdf

不同软土厚度下路基填 土对单桩的影响研究不同软土厚度下路基填 土对单桩的影响研究聂如松，冷伍明，杨奇 中南大学土木建筑学院研究的目的和意义研究的目的和意义?1 在软土较厚的地区，路基荷载引起的软弱 土层的侧向移动并不一定会在整个软土厚度内 对桩基产生水平挤压力 2 地基中软土厚度不同，作用在桩侧的土体 剪切变形模式不同 3 单桩是研究群桩的基础，同时发现软土厚 度不同，对桩基性状的影响也不同，软土厚度 对桩基侧向影响存在一个临界值几何模型几何模型(a)密实卵石土淤泥质粘土1:1.5527.327.3ds5HH12.3AC'C2051:1.5d10d5HdHs(b)(a)横切面(b)纵切面有限元模型有限元模型模型参数模型参数注：表中E表示变形模量，υ为泊松比，γ为重度，c 为粘聚力，φ为内摩擦角，ψ为剪胀角桩身挠曲变形桩身挠曲变形0.00.20.40.60.81.0036912Yp/d*103z/LH=0.25mH=0.75mH=1.25mH=1.75mH=2.25mH=2.50m(a) Hs=5m 0.00.20.40.60.81.00102030405060Yp/d*103z/LH=0.25mH=0.75mH=1.25mH=1.75mH=2.25mH=2.75mH=3.50m(b) Hs=10m 桩身挠曲变形桩身挠曲变形0.00.20.40.60.81.001020304050Yp/d*103z/LH=0.25m H=0.75m H=1.25m H=1.75m H=2.25m H=2.75m0.00.20.40.60.81.0010203040506070Yp/d*103z/LH=0.25m H=0.75m H=1.25m H=1.75m H=2.25m H=2.75m(c) Hs=15m (d) Hs=20m 桩身挠曲变形桩身挠曲变形01020304050600.00.51.01.52.02.53.03.5H/mYp/mmHs=5mHs=10mHs=15mHs=20mHs=25m不同软土厚度桩顶变形随填土高度 的变化曲线Stewart 的结果桩身挠曲变形桩身挠曲变形0510152025303540510152025Hs/mYd/mmH=0.25mH=0.50mH=0.75mH=1.00mH=1.25mH=1.50mH=1.75mH=2.00mH=2.25mH=2.50m桩顶变形随软土厚度变化曲线桩顶转角桩顶转角?根据桩中的挠曲线来计算桩顶的转角，假定转角偏向路基向为负，则桩顶转角值分别为0.07°(Hs=5m,H=2.5m)、0.19°(Hs=10m，H=3.5m)、-0.06°(Hs=15m，H=2.75m)、-0.20°(Hs=20m，H=2.75m)、-0.24°(Hs=25m，H=2. 5m)。

可以得出，随着软土厚度的增加桩顶转角由正值变为负值桩身弯矩桩身弯矩03691215-202060100140180M/kN.mL/mH=0.25m H=0.75m H=1.25m H=1.75m H=2.25m H=2.5m(a) Hs=5m 048121620-300-1500150300450600M/kN.mL/mH=0.25mH=0.75mH=1.25mH=1.75mH=2.25mH=2.75mH=3.50m(b) Hs=10m 桩身弯矩桩身弯矩0.05.010.015.020.025.030.0-600-400-2000200400600M/kN.mL/mH=0.25mH=0.75mH=1.25mH=1.75mH=2.25mH=2.75m051015202530-800-600-400-2000200400600800M/kN.mL/mH=0.25mH=0.75mH=1.25mH=1.75mH=2.25mH=2.75m(c) Hs=15m (d) Hs=20m 桩身弯矩桩身弯矩010020030040050060070000.511.522.533.5H/mM/kN.mHs=5mHs=10mHs=15mHs=20mHs=25m0100200300400500600700510152025Hs/mM/kN.mH=0.25mH=0.5mH=0.75mH=1.00mH=1.25mH=1.50mH=1.75mH=2.00mH=2.25mH=2.50m不同软土厚度桩身最大弯矩 随填土高度的变化曲线桩身最大弯矩随软土厚度变化曲线群桩分析群桩分析桥台和基础剖面图桥台和基础剖面图路基7105129桥台基桩布置和试验桩基位置桥台基桩布置和试验桩基位置群桩结果群桩结果群桩结果群桩结果02040608010050-5-10-15-20-25-30桩顶水平位移/mm路基堆载/kPa前排桩后排桩荷载与桩顶水平位移荷载与桩顶水平位移(X向向)的关系曲线的关系曲线020406080100-50050100150200250300350桩顶桩身最大弯矩/kN.m填土荷载/kPa前排桩中间桩排后排桩桩身荷载与桩身最大弯矩的关系曲线荷载与桩身最大弯矩的关系曲线群桩结果群桩结果-22.16-42.69CD边AB边承台荷载520t时路基加载100kPa时承 台沉降计算值/mm-4.6-1.65-42.75-45.25DCBA台身台帽（490t）修筑完毕，路基填 筑完承台四角沉降值/mm承台沉降表承台沉降表-350-300-250-200-150-100-50050100150200403020100距地表的距离/m弯矩/kN.m1#桩2#桩5#桩7#桩9#桩10#桩荷载荷载100 kPa时桩身弯矩时桩身弯矩结论结论?1 桩顶变形(桩身最大弯矩)与填土之间的关系呈非 线性关系，不同于Stewart根据离心试验总结出来的 经验关系；?2 当填土荷载一定时，桩顶变形(桩身最大弯矩)随 软土厚度的增加，先逐渐增大，当软土厚度增大到一 定值时，桩顶变形(桩身最大弯矩)达到最大值，然后 随软土厚度的增加而逐渐减小。

桩顶变形达到最大值 时所对应的软土厚度随填土荷载的增大逐渐增大，而 桩身最大弯矩达到最大值时所对应的软土厚度随填土 荷载基本上不变化结论结论?3 在相同路基荷载下，桩顶转角随着软土厚 度的增加，由正值逐渐变为负值正值定义为 偏离路基方向谢谢！欢迎批评指正！。