钙质石灰岩中桩基轴向承载特性的有限元分析

›› 2009, Vol. 30 ›› Issue (9): 2792-2798.

钙质石灰岩中桩基轴向承载特性的有限元分析

彭芳乐¹，²，高伟¹，清住真³，大内正敏³

1. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092；2. 同济大学岩土及地下工程教育部重点试验室，上海 200092； 3. 日本白石（建设）公司技术本部，东京 116024

收稿日期:2008-08-13 出版日期:2009-09-10 发布日期:2010-03-24
作者简介:彭芳乐，男，1965年生，博士，教授，博士生导师，主要从事岩土力学、地下空间与工程等方面的教学与研究工作。
基金资助:
国家自然科学基金（No.50679056）；教育部新世纪优秀人材支持计划（NCET-06-0378）；上海市曙光计划基金（05SG25）；教育部留学回国人员科研启动基金；上海市重点学科建设项目（B308）。

Finite element analysis of axial bearing capacity behavior of pile foundation in calcareous sediments

PENG Fang-le¹,², GAO Wei², KIYOSUMI Makoto³, OHUCHI Masatoshi³

1. Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; 2. Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 200092, China; 3. Technical Development Division, Shiraishi Corporation, Tokyo 116024, Japan

Received:2008-08-13 Online:2009-09-10 Published:2010-03-24

摘要/Abstract

摘要：

为了研究钙质石灰岩中桩基的合理设计理论及开发相关的变形破坏数值分析方法，利用弹塑性有限元方法对以硫球石灰岩作为持力层的桩基现场轴向载荷试验进行了数值分析。有限元分析中钙质石灰岩被假定为理想弹塑性材料。结果表明，如果能在有限元解析中合理地考虑桩侧摩阻力的低减效果，弹塑性有限元计算可以较好地模拟与分析钙质砂土中桩基的轴向承载力特性。最后还对开口钢管桩基的土塞效应的发生机制进行了分析。

关键词: 岩土力学, 钙质砂土, 桩基础, 承载力, 数值分析, 土塞效应

Abstract:

In order to develop a rational numerical analysis and design method for predicting the bearing capacity and deformation of the pile foundation on Ryukyu calcareous sediments, a series of nonlinear elastoplastic finite element analyses are conducted to simulate pile vertical loading tests. In the finite element analyses, the calcareous soil is modeled as an elastic perfectly plastic material. The load and displacement relation of pile foundation is analyzed with different strength reduction factors for the interface between the pile and calcareous sediment. The analytical results indicate that the strength reduction factor significantly affects the load and displacement of pile foundation on Ryukyu calcareous sediments; and that the proposed FEM could reasonably simulated the experimental results when an appropriate strength reduction factor is used. In addition, the soil plugging effect for open-ended piles is also examined from the FEM results.

Key words: soil mechanics, calcareous sands, pile foundation, bearing capacity, numerical analysis, plugging effect

中图分类号:

TU 443

彭芳乐，高伟，清住真，大内正敏. 钙质石灰岩中桩基轴向承载特性的有限元分析[J]. , 2009, 30(9): 2792-2798.

PENG Fang-le, GAO Wei, KIYOSUMI Makoto, OHUCHI Masatoshi. Finite element analysis of axial bearing capacity behavior of pile foundation in calcareous sediments[J]. , 2009, 30(9): 2792-2798.

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