›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (3): 804-810.

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层状土中群桩非线性沉降的摄动分析

高 睿,胡 念,曾亚武,王艳强   

  1. 武汉大学 土木建筑工程学院,武汉 430072
  • 收稿日期:2010-10-19 出版日期:2011-03-10 发布日期:2011-03-21
  • 基金资助:

    湖北省自然科学基金项目 (No. 2007ABA094);武汉市建设科技攻关项目(No. 武建[2006]141-23, No.武建[2008]92-31)。

Perturbation analysis of nonlinear settlement for pile group in multilayer soils

GAO Rui,HU Nian,ZENG Ya-wu,WANG Yan-qiang   

  1. School of Civil and Architectural Engineering, Wuhan University, Wuhan 430072, China
  • Received:2010-10-19 Online:2011-03-10 Published:2011-03-21

摘要:

采用包含一个内变量的连续化St Venant模型,即连续的Masing-Iwan模型,模拟桩-土界面扰动区土体的非线性行为。基于两种分析单桩的荷载传递模型,假设桩-土-桩相互作用为弹性且服从叠加原理,推导出了适用于群桩中基桩的两种荷载传递新模型。采用荷载传递法建立了单桩和群桩的非线性控制方程,提出了近似求解该控制方程的摄动分析法,得出了单桩和群桩的荷载沉降和轴力分布方程。所得结果表明,在低荷载水平下严格趋近于弹性解;而在高荷载水平下,能够反映直到破坏阶段的桩的荷载-沉降特性。通过一个现场试验的理论预测结果与实测数据的对比分析,验证了方法的有效性和适用性。

关键词: 群桩, 沉降分析, 荷载传递模型, 摄动分析, 非线性行为

Abstract:

A continuous version of St. Venant model, named continuous Masing-Iwan model which includes an internal variable, is adopted to simulate the nonlinear behaviors of soils in confined disturbed zone around pile-soil interface. Based on this model two different nonlinear load transfer functions are developed for single piles. By adopting the assumption that the pile-soil-pile interaction effect is elastic and the principle of superposition, two new kinds of load transfer models are obtained for piles in group. Furthermore, by comparing with elastic governing equation, a procedure of perturbation analysis is developed to solve the nonlinear governing equation for both single pile and piles in pile group in an approximate analytical way. The theoretical solution can be asymptotic to the elastic solution rigorously under lower loading and reflects the nonlinearity of load-displacement distribution up to the failure. Finally, the predictions of load settlement distribution from the proposed method are compared with a well-documented full scale field pile group test data, which shows the effectiveness and applicability of these proposed methods.

Key words: pile group, settlement analysis, load transfer model, perturbation analysis, nonlinear behaviors

中图分类号: 

  • TU 473

高睿,男,1975年生,博士,副教授,主要从事交通岩土工程方面的研究工作。

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