›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (8): 2441-2445.

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

考虑土体屈服的纵横荷载单桩变形内力分析

张 磊1, 2,龚晓南2,俞建霖2   

  1. 1.西安建筑科技大学 土木工程学院,西安 710055;2.浙江大学 软弱土与环境土工教育部重点试验室,杭州 310058
  • 收稿日期:2010-07-30 出版日期:2011-08-10 发布日期:2011-08-16
  • 作者简介:张磊,男,1981年生,博士,讲师,主要从事桩基础与土体固结方面的研究
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助项目(No. 50708093)。

Analysis of deformation and internal force for single pile under combined vertical and lateral loads considering yielding of soil

ZHANG Lei1, 2, GONG Xiao-nan2, YU Jian-lin2   

  1. 1. School of Civil Engineering, Xi’an University of Architecture and Technology, Xi’an 710055, China; 2. Key Laboratory of Soft Soils and Geoenvironmental Engineering, Ministry of Education, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China
  • Received:2010-07-30 Online:2011-08-10 Published:2011-08-16

摘要: 为提高桩身变形较大时纵横荷载单桩的设计计算水平,假定地基反力系数沿深度线性增加,考虑土体屈服及纵向荷载的P-?效应并计入桩身自重和桩侧摩阻力的影响,得到了地面以下桩身变形和内力的幂级数解。结合已有的地面以上桩身响应的幂级数解,采用Fortran语言编制了计算程序。计算结果表明:桩顶位移、地面处桩身位移及桩身最大弯矩均随纵横向荷载和自由段桩长的增加而增大,并随土体屈服位移的增加而减小;纵向荷载足够大时桩基失稳;桩顶约束条件对桩的响应影响很大。计算值与模型试验的实测值吻合较好,所得解和程序是可靠的。

关键词: 桩-土相互作用, 纵横荷载, 屈服, 弯矩, 幂级数解

Abstract: In order to improve the design and calculation of single piles under combined vertical and lateral loads when the pile deformation is comparatively great, considering the P-? effect (with the meaning of vertical load can magnify the deformation induced by lateral load) caused by vertical load and yield of soil, dead weight of the pile, and skin friction of the pile side, assuming that the coefficient of subgrade reaction increases linearly with depth, the power series solutions of the deformation and internal force for the pile shaft under ground surface are obtained. Combining the pre-existing power series solutions for the pile shaft above ground, the relevant computer program is developed by Fortran language. The calculation results indicate that the displacements at the pile head and the ground surface, and the maximum bending moment increase when the vertical and lateral loads, and the pile length above ground increase; and decrease when the yield displacement of soil increases. The vertical load may cause the instability problem for the pile. The boundary condition at the pile head plays an important role in pile responses. The computed and the model test results are in good agreement, meaning that the obtained solutions and program are dependable.

Key words: pile-soil interaction, combined vertical and lateral loads, yielding, bending moment, power series solution

中图分类号: 

  • TU 473
[1] 方瑾瑾, 冯以鑫, 王立平, 余永强, . 真三轴条件下非饱和黄土的有效应力屈服特性[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 492-500.
[2] 邓子千, 陈嘉帅, 王建伟, 刘小文, . 基于SFG模型的统一屈服面本构模型与试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 527-534.
[3] 陈永青, 文畅平, 方炫强, . 生物酶改良膨胀土的修正殷宗泽模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3515-3523.
[4] 刘斯宏, 沈超敏, 毛航宇, 孙 屹. 堆石料状态相关弹塑性本构模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2891-2898.
[5] 申翃, 李晓, 雷美清, 徐文博, 余秀玲, . 剪力键支护体系的构想及模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2574-2580.
[6] 史 吏, 王慧萍, 孙宏磊, 潘晓东, . 群桩基础引发饱和地基振动的近似解析解[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1750-1760.
[7] 胡田飞, 刘建坤, 王天亮, 岳祖润, . 粉质黏土变形特性的冻融循环效应及其双屈 服面本构模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 987-997.
[8] 王丽琴, 邵生俊, 王 帅, 赵 聪, 石鹏鑫, 周 彪, . 原状黄土的压缩曲线特性[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1076-1084.
[9] 冯凌云, 朱斌, 代加林, 孔德琼, . 深海管道水平向管−土相互作用 大变形连续极限分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4907-4915.
[10] 张晓曦, 何思明, 樊晓一, . L型挡土墙滑裂面确定方法与地震稳定性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 4011-4020.
[11] 褚峰, 张宏刚, 邵生俊, . 陇东Q3结构性黄土压剪损伤本构模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3855-3870.
[12] 周兴涛,盛 谦,崔 臻,朱泽奇,胡之锋,马亚丽娜, . 基于C2阶连续函数的广义Hoek-Brown强度准则屈服面与塑性势面棱角圆化方法[J]. , 2018, 39(S1): 477-487.
[13] 马 凯,尹立明,陈军涛,陈 明,王自起,崔博强,. 深部开采底板隔水关键层受局部高承压水作用破坏理论分析[J]. , 2018, 39(9): 3213-3222.
[14] 王丽琴,邵生俊,赵 聪,鹿忠刚,. 黄土初始结构性对其压缩屈服的影响[J]. , 2018, 39(9): 3223-3228.
[15] 王朋飞,冯国瑞,赵景礼,Yoginder P. Chugh ,王志强,. 长壁工作面巷顶沿空掘巷围岩应力分析[J]. , 2018, 39(9): 3395-3405.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 向天兵,冯夏庭,陈炳瑞,江 权,张传庆. 三向应力状态下单结构面岩石试样破坏机制与真三轴试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2908 -2916 .
[2] 张宜虎,周火明,邬爱清. 结构面网络模拟结果后处理研究[J]. , 2009, 30(9): 2855 -2861 .
[3] 杨 光,孙 逊,于玉贞,张丙印. 不同应力路径下粗粒料力学特性试验研究[J]. , 2010, 31(4): 1118 -1122 .
[4] 闻世强,陈育民,丁选明,左威龙. 路堤下浆固碎石桩复合地基现场试验研究[J]. , 2010, 31(5): 1559 -1563 .
[5] 张常光,张庆贺,赵均海. 非饱和土抗剪强度及土压力统一解[J]. , 2010, 31(6): 1871 -1876 .
[6] 杨天鸿,陈仕阔,朱万成,刘洪磊,霍中刚,姜文忠. 煤层瓦斯卸压抽放动态过程的气-固耦合模型研究[J]. , 2010, 31(7): 2247 -2252 .
[7] 胡秀宏,伍法权. 岩体结构面间距的双参数负指数分布研究[J]. , 2009, 30(8): 2353 -2358 .
[8] 李卫超,熊巨华,杨 敏. 分层土中水泥土围护结构抗倾覆验算方法的改进[J]. , 2011, 32(8): 2435 -2440 .
[9] 张桂民 ,李银平 ,施锡林 ,杨春和 ,王李娟. 一种交互层状岩体模型材料制备方法及初步试验研究[J]. , 2011, 32(S2): 284 -289 .
[10] 王 伟 李小春 李 强 石 露 王 颖 白 冰. 小尺度原位瞬态压力脉冲渗透性测试系统及试验研究[J]. , 2011, 32(10): 3185 -3189 .