《軟土地區組合荷載作用下單樁的承載特性及試驗研究》是依託同濟大學，由趙春風擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：軟土地區組合荷載作用下單樁的承載特性及試驗研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：趙春風
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
樁受組合荷載作用時，水平或彎矩荷載會使樁身產生彎矩和撓曲變形，豎向荷載也將由於樁身撓曲變形而產生一附加彎矩，這一附加彎矩又將影響到樁身撓曲變形。樁身發生繞曲變形時，同一水平位置樁身兩側土體一部分處於載入，而另一部分則處於卸載，使得同一水平位置樁身兩側摩阻力發揮機制不同，進而影響到樁身內力，即組合荷載樁的承載特性不僅取決於各荷載的大小，還取決於各荷載的相互關係。因而，採用小變形疊加原理對樁進行分析在機理上存在缺陷。隨著樁基工程的大量使用，有必要在考慮土體加卸載效應和各荷載之間相互影響的基礎上，對組合荷載作用下單樁的承載特性進行系統深入地研究。本課題採用室內模型試驗、理論分析和數值模擬相結合的研究方法，探討組合荷載下考慮土體加卸載效應的土體水平反力、樁側摩阻力及單樁內力特徵，建立考慮各荷載分量相互影響的組合荷載下單樁承載分析理論。其成果對今後樁的設計、施工等具有重要基礎理論意義和實際套用價值。
結題摘要
基樁承受水平荷載並產生水平位移，改變了樁側阻力的分布，進而對單樁的豎向承載特性產生影響；在存在水平位移的情況下，樁身產生撓曲變形，豎向荷載的作用會使樁頂產生附加彎矩並導致樁周土體抗力發生改變，從而影響單樁的水平承載特性。基於基樁實際經常受到水平、豎向和彎矩荷載（組合荷載）共同作用的事實，而目前工程上不考慮組合荷載的相互影響，且對荷載組合情況下單樁承載特性的研究結論不一致的現狀，本課題進行了三次在不同情況下的室內模型試驗，通過理論研究建立了考慮組合荷載各分量間相互影響的單樁承載特性分析理論，並結合現場試驗和數值模擬對其進行了進一步的修正和補充，得出了考慮樁周土體性質和土體加卸荷效應的樁周土體水平反力、樁側阻力和樁端阻力的變化規律，建立了組合荷載下樁身內力的分析理論，並給出了考慮組合荷載各分量間相互影響的單樁極限承載力建議公式。本課題的主要研究結論如下： （1）室內模型試驗結果表明，水平和彎矩荷載對樁側阻力的影響主要集中在地面以下10倍樁徑範圍，在該範圍內，隨著樁頂位移的增大，樁側阻力不斷減小。現場試驗結果顯示，該影響範圍為地面以下0~15倍樁徑深度。建議在工程設計中，應重點加強地面以下0~15倍樁徑深度範圍內的樁身配筋和樁周土體的加固，以提高單樁的抗彎能力和樁周土體抗力，減小樁身側向位移。 （2）水平或彎矩荷載的增大，均會降低單樁的豎向極限承載力，但只有水平荷載大於相應水平荷載作用點位置的極限承載力的0.5倍時，這種降低程度才較明顯。水平或彎矩荷載對單樁沉降的影響程度與其產生的水平位移大小正相關。 （3）在存在水平位移的情況下，豎向荷載的施加會產生P- 效應，導致水平位移的進一步增大，從而削弱了單樁水平承載力。 （4）室內模型試驗表明，水平、彎矩和豎向荷載共同作用對單樁承載特性的影響存在組合效應。數值模擬結果顯示，先施加豎向荷載再施加水平荷載時，當豎向荷載介於0.4~0.5倍豎向極限承載力時對樁頂側移的減小作用最為明顯。
