岩土力学 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (12): 3889-3898.doi: 10.16285/j.rsm.2020.0313

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

能量桩群桩工作特性简化分析方法研究

费康,朱志慧,石雨恒,周莹   

  1. 扬州大学 岩土工程研究所,江苏 扬州 225127
  • 收稿日期:2020-03-19 修回日期:2020-06-01 出版日期:2020-12-11 发布日期:2021-01-15
  • 作者简介:费康,男,1978年生,博士,教授,主要从事地基基础工程研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No.51778557)

A simplified method for geotechnical analysis of energy pile groups

FEI Kang, ZHU Zhi-hui, SHI Yu-heng, ZHOU Ying   

  1. Institute of Geotechnical Engineering, Yangzhou University, Yangzhou, Jiangsu 225127, China
  • Received:2020-03-19 Revised:2020-06-01 Online:2020-12-11 Published:2021-01-15
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China(51778557).

摘要: 采用双曲线模型模拟桩土界面上的力学行为,利用剪切位移法反映剪应力在土层中的传递,考虑群桩之间的相互作用,建立了热?力耦合作用下能量桩群桩基础工作特性的简化分析方法。该方法能反映桩土界面上的非线性、桩顶的约束条件和能量桩位置的影响,可直接计算所有桩的位移和轴力。与现有方法相比,计算得到的双桩相互作用因子更加合理。通过与文献中试验数据的对比表明,若只有局部桩经历温度变化,能量桩运行过程中各桩之间存在差异变形,基础出现倾斜,桩顶荷载发生重分布。所建立方法计算方便,能合理模拟能量桩群桩基础的主要工作特性,可用于大规模能量桩群桩基础的设计计算。

关键词: 能量桩群桩, 热?力耦合荷载, 相互作用, 差异沉降, 荷载重分布

Abstract: A simplified analytical method is proposed for the geotechnical analysis of energy pile groups under thermo-mechanical loads. The relationship between the shear stress and the relative displacement at the pile-soil interface is modeled by a hyperbolic function. The elastic shear displacement method is used to determine the deformation of the surrounding soil. Assuming the settlements induced by the adjacent piles are elastic, the shaft and base interactions among piles are considered separately. The effects of the nonlinear behavior at the pile-soil interface, the pile head restraint condition, and the location of energy piles in the pile group can be predicted reasonably. The computed interaction factor between two energy piles by the proposed method are better than those from the elastic approach. The reliability of the present method is also validated with the experimental data collected from literatures. Both the computed and the measured results show that if part of the piles are subjected to the temperature change, the foundation tilting and the redistribution of the axial load among the piles will be induced. The present method can capture the main characteristics of energy pile groups efficiently and be used as a useful analysis tool for the engineering design.

Key words: energy pile groups, thermo-mechanical loading, interaction, differential settlement, load redistribution

中图分类号: 

  • TU473
[1] 叶智刚, 王路君, 朱斌, 黄家晟, 徐文杰, 陈云敏, . 考虑热渗效应的高温管道−饱和地基相互作用研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(3): 691-699.
[2] 万建宏, 郑翔之, 欧阳苇航, 刘思威, 黎学优. 基于高性能有限单元的单桩稳定性分析法[J]. 岩土力学, 2020, 41(8): 2805-2813.
[3] 张小玲, 朱冬至, 许成顺, 杜修力, . 强度弱化条件下饱和砂土地基中桩−土 相互作用p-y曲线研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2252-2260.
[4] 张磊, 海维深, 甘浩, 曹卫平, 王铁行, . 水平与上拔组合荷载下柔性单桩 承载特性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2261-2270.
[5] 潘旦光, 程业, 陈清军. 地下商场结构对地面运动影响的振动台试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1134-1145.
[6] 沈翔, 袁大军. 盾构俯仰角变化对盾构-土相互作用影响研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1366-1376.
[7] 侯晓萍, 陈胜宏. 采用复合单元法模拟裂隙多孔介质变饱和流动[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1437-1446.
[8] 张恒源, 钱德玲, 沈超, 戴启权. 水平和竖向地震作用下液化场地群桩基础 动力响应试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 905-914.
[9] 王国辉, 陈文化, 聂庆科, 陈军红, 范晖红, 张川, . 深厚淤泥质土中基坑开挖对基桩 影响的离心模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 399-407.
[10] 翁永红, 张练, 徐唐锦, 黄书岭, 丁秀丽, . 高水头下大型导流洞新型堵头-围 岩相互作用规律与安全评价[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 242-252.
[11] 卢俊龙, 张荫, . 地基与密肋复合墙结构相互作用系统频域 地震响应试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2163-2171.
[12] 张治国, 张瑞, 黄茂松, 宫剑飞, . 基于差异沉降和轴向刚度控制的竖向荷载作用下群桩基础优化分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2354-2368.
[13] 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.
[14] 王宇飞, 刘 润. 砂土中浅埋管道在竖向−水平荷载空间的 承载力包络线研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1129-1139.
[15] 张珂, 王海军, 任然, 汤雷, 郁舒阳, 刘鑫娜, 顾浩, . 基于3D-ILC球体45º三维双内裂纹复合断裂研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4731-4739.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 姚仰平,侯 伟. 土的基本力学特性及其弹塑性描述[J]. , 2009, 30(10): 2881 -2902 .
[2] 刘振平,贺怀建,李 强,朱发华. 基于Python的三维建模可视化系统的研究[J]. , 2009, 30(10): 3037 -3042 .
[3] 赵明华,刘小平,黄立葵. 降雨作用下路基裂隙渗流分析[J]. , 2009, 30(10): 3122 -3126 .
[4] 王 威,王水林,汤 华,周平根. 基于三维GIS的滑坡灾害监测预警系统及应用[J]. , 2009, 30(11): 3379 -3385 .
[5] 兰海涛,李 谦,韩春雨. 基于广义回归神经网络的边坡稳定性评价[J]. , 2009, 30(11): 3460 -3463 .
[6] 施锡林,李银平,杨春和,屈丹安,马洪岭. 盐穴储气库水溶造腔夹层垮塌力学机制研究[J]. , 2009, 30(12): 3615 -3620 .
[7] 陈红江,李夕兵,刘爱华. 矿井突水水源判别的多组逐步Bayes判别方法研究[J]. , 2009, 30(12): 3655 -3659 .
[8] 贾剑青,王宏图,刘大鹏,安龙奇. 隧洞地表稳定性监测及计算分析[J]. , 2009, 30(12): 3765 -3770 .
[9] 和法国,谌文武,韩文峰,张景科. 高分子材料SH固沙性能与微结构相关性研究[J]. , 2009, 30(12): 3803 -3807 .
[10] 马文涛,孔 亮. 进化-最小二乘支持向量机的边坡稳定性估计[J]. , 2009, 30(12): 3876 -3880 .