【摘要】：為了研究考慮時(shí)效的剛性樁復(fù)合地基樁土應(yīng)力比計(jì)算方法,首先對(duì)樁體承載力和樁間土排水固結(jié)理論進(jìn)行分析,假設(shè)樁間土體為均質(zhì)材料,且考慮土體沉降時(shí)忽略樁體的存在,考慮到剛性樁復(fù)合地基僅在豎向排水固結(jié),采用太沙基一維固結(jié)理論,開展了對(duì)樁體應(yīng)力和樁間土應(yīng)力時(shí)效性的研究。選取單根樁和其四周加固區(qū)的土體作為一個(gè)計(jì)算單元體進(jìn)行分析,基于荷載傳遞法,得到計(jì)算單元體各組成部分的沉降變形關(guān)系,從而推導(dǎo)出剛性樁復(fù)合地基中各個(gè)構(gòu)成部位之間的變形關(guān)系表達(dá)式。之后將樁側(cè)摩阻力分布曲線進(jìn)行合理簡(jiǎn)化,得到樁體應(yīng)力和土體應(yīng)力隨深度變化的表達(dá)式,再聯(lián)合之前得到的變形協(xié)調(diào)方程,可解得樁頂部位樁體應(yīng)力和樁間土應(yīng)力,引入考慮時(shí)效性的樁土應(yīng)力比修正系數(shù),從而推得考慮時(shí)間效應(yīng)后的樁土應(yīng)力比計(jì)算式。最后在某工程中使用該方法對(duì)其進(jìn)行了計(jì)算分析,得到不同地質(zhì)條件下樁土應(yīng)力比隨時(shí)間變化的關(guān)系曲線。研究結(jié)果表明:剛性樁復(fù)合地基中樁土應(yīng)力比具有較為顯著的時(shí)效特性,在實(shí)際計(jì)算中不能忽視,樁土應(yīng)力比時(shí)效特性表現(xiàn)為隨時(shí)間的推移而增大,當(dāng)樁間土地基壓縮模量減小時(shí)樁土應(yīng)力比增大,樁土應(yīng)力比出現(xiàn)峰值時(shí),剛性樁受力最不利,設(shè)計(jì)中應(yīng)加以考慮,隨后樁土應(yīng)力比有所減小,最后趨于穩(wěn)定。
【圖文】：

維固結(jié)模型。２．１．１建立計(jì)算模型依照上述假定中的第１條，可選單根樁和其四周加固區(qū)的土體視作計(jì)算單元體來進(jìn)行分析，計(jì)算單元體示意見圖１，圖１中，Ｓｘ，Ｓｙ均代表樁間距。圖１計(jì)算單元體示意Ｆｉｇ．１ＳｃｈｅｍａｔｉｃｏｆＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎＵｎｉｔ圖２是在有上部荷載Ｐ時(shí)計(jì)算單元體的變形示意，圖２中，ｈｃ為褥墊層厚度，Ｌ為剛性樁長(zhǎng)度，Ｓ１為土體表面沉降值，Ｓ２為樁頂沉降值，Ｓ３為土體底面沉降值，Ｓ４為樁底沉降值，δ１為樁體伸入褥墊層的長(zhǎng)度，δ２為樁體伸入下臥層的長(zhǎng)度。圖２有上部荷載時(shí)計(jì)算單元體的變形示意Ｆｉｇ．２ＳｃｈｅｍａｔｉｃｏｆＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎＵｎｉｔＵｎｄｅｒＯｖｅｒｌｙｉｎｇＬｏａｄ２．１．２建立變形協(xié)調(diào)方程根據(jù)圖２中計(jì)算單元體各組成部分的沉降變形關(guān)系，可得Ｓ１＝Ｓ２＋δ１（１１）Ｓ３＝Ｓ４－δ２（１２）Ｓｓ＝Ｓ１－Ｓ３（１３）δｐ＝Ｓ２－Ｓ４（１４）式中：Ｓｓ為樁間土的總體變形量；δｐ為樁體的總體變形量。將式（１１）、（１２）代入式（１３），結(jié)合式（１４）整理得Ｓｓ＝δ１＋δ２＋δｐ（１５）樁體刺入褥墊層和下臥層時(shí)，在中性面處的樁土相對(duì)位移為０，因此可以在中性面處把樁土分為上、下兩部分。由式（１５）可以得到上、下兩部分中樁土相互作用時(shí)的變形協(xié)調(diào)方程為Ｓｓｕ＝δ１＋δｐｕ（１６）Ｓｓｄ＝δ２＋δｐｄ（１

式中：ｌ０為中性面位置所在的深度。τ（ｚ）為正數(shù)時(shí)，代表此時(shí)的摩阻力為負(fù)；τ（ｚ）為負(fù)數(shù)時(shí)，代表此時(shí)的摩阻力為正。２．２初始時(shí)刻樁土應(yīng)力比的解析圖５為計(jì)算單元體承受外部荷載的示意圖，其中σｐ，σｓ分別為上部荷載通過褥墊層調(diào)節(jié)后作用在樁頂和土體表面的初始豎向應(yīng)力，假定Ｐ是地基上部結(jié)構(gòu)傳至褥墊層表面的均布荷載，樁土的面積置換率為ｍ，可得下列公式［１８］Ｐ＝ｍσｐ＋（１－ｍ）σｓ（２０）圖５計(jì)算單元體的受力簡(jiǎn)圖Ｆｉｇ．５ＦｏｒｃｅＤｉａｇｒａｍｏｆＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎＵｎｉｔ把土體的上表面當(dāng)作參考面，在深度ｚ處取一個(gè)土體微單元體，并列平衡方程σｓｚＡｓ－（σｓｚ＋ｄσｓｚ）Ａｓ－τ（ｚ）ｕｐｄｚ＝０（２１）式中：σｓｚ為深度ｚ處土體的應(yīng)力；Ａｓ為計(jì)算單元體內(nèi)樁間土的總面積；ｕｐ為樁體的橫截面周長(zhǎng)，令λ＝ｕｐ／Ａｓ（２２）化簡(jiǎn)式（２１）可得ｄσｓｚｄｚ＋λτ（ｚ）＝０（２３）將式（１９）和式（２３）聯(lián)立得σｓｚ＝λτ０２ｌ０ｚ２－λτ０ｚ＋Ｃ１（２４）在上部分土體中，當(dāng)ｚ＝０時(shí)，，σｓｚ＝σｓ，把該邊界條件代入式（２４），則有Ｃ１＝σｓ，最后再代入式（２４）有σｓｚ＝λτ０２ｌ０ｚ２－λτ０ｚ＋σｓ（２５）深度ｚ處剛性樁的樁身應(yīng)力σｐｚ為σｐｚ＝σｐ＋１Ａｐ∫ｚ０τ（ｚ）ｕｐｄｚ（２６）

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2693600