散体材料桩复合地基桩土应力比分析VIP专享VIP免费

第38卷第3期中南大学学报(自然科学版)Vol.38No.32007年6月J.Cent.SouthUniv.(ScienceandTechnology)Jun.2007散体材料桩复合地基桩土应力比分析赵明华，张玲，刘敦平(湖南大学岩土工程研究所，湖南长沙，410082)摘要：对散体材料桩复合地基承载力机理及影响桩土应力比的主要因素进行分析与探讨；针对散体材料桩受荷时不仅产生竖向固结，而且伴有侧向鼓胀这一变形特性，基于弹性理论解析，导出线弹性状态下桩体及桩周土的应力−应变关系，进而得出正方形布桩和梅花形布桩这2种典型布桩方式下桩土应力比的计算公式，并在此基础上，分别对桩体和桩间土体进行时效分析；基于弹性理论及太沙基一维固结理论，导出考虑时间效应的桩土应力比计算公式。采用所提出的计算方法对某工程实测结果进行分析与比较，其结果表明，考虑时效后桩土应力比随时间的增加而逐步提高，且理论的桩土应力比变化曲线与实测曲线较吻合。关键词：散体材料桩；复合地基；桩土应力比；侧向鼓胀；时效中图分类号：TU473.1文献标识码：A文章编号：1672-7207(2007)03−0555−06BearingcapacitycalculatingmethodofdiscretematerialpilecompositefoundationZHAOMing-hua,ZHANGLing,LIUDun-ping(GeotechnicalEngineeringInstitute,HunanUniversity,Changsha410082,China)Abstract：Thebearingcapacityofdiscretematerialpilecompositefoundationandthemaininfluencingfactorsofpile-soilstressratiowerediscussed,respectively.Basedonelastictheoryanalyticsolution,anewcalculatingmethodforstressconcentrationratiowaspresented,whichwasdirectedtowardsthedeformationperformance,thatis,thediscretematerialpilenotonlyhadaverticaldeformationbutalsohadalateraldeformationundertheverticalupperloads.Thismethodcanconsiderboththelateraldeformationofdiscretematerialpileundertheverticalloadandtheinfluenceofpile’sarrangement.Inaddition,theagingeffectofbothdiscretematerialpileandsurroundingsoilwereanalyzed.BasedontheelastictheoryandTerzzaghi’sonedimensionconsolidationtheory,amodificatorymethodforstressconcentrationratiowhichtooktheagingeffectintoaccountwasproposed.Lastly,amodelexperimentwasanalyzedtovalidatethemethodproposed.Theresultshowsthatthecalculatedcurveagreeswellwiththemeasuredone.Keywords：discretematerialpile;compositefoundation;stressconcentrationratio;lateraldeformation;agingeffect近年来，以碎石桩为典型代表的散体材料桩复合地基在软土地基处理工程中应用广泛，其理论研究也得到了很大的发展[1−3]。桩土应力比是反映复合地基工作性质的一个重要设计参数，其定义为作用在桩体上的载荷密度与桩间土体上的荷载密度之比。然而，准确确定桩土应力比非常困难，不少学者结合具体的地基处理形式以及各自的假定条件提出一系列桩土应力比计算公式，如传统的Rowe公式、Baumann公式、Priebe公式、模量比公式以及基于复合地基和天然地基载荷试验Q−s曲线推算等方法[4]。模量比公式是其中最简单的方法，它假定在刚性基础下，桩体和桩间土的竖向应变、径向应变相等，但这些假定与实际情收稿日期：2006−10−11基金项目：国家“863”计划项目(2006AA11Z104)作者简介：赵明华(1956−)，男，湖南邵阳人，教授，博士生导师，从事桩基础及特殊土地基处理方面的研究通讯作者：赵明华，男，教授；电话：0731-8821590(O)；E-mail：mhzhaohd@21cn.com中南大学学报(自然科学版)第38卷556况存在较大的差别，以其估算桩土应力比n比较粗糙。近年来，一些学者提出多种桩土应力比的修正公式，如赵明等[1]考虑复合地基中碎石桩的纵横向变形异性，引入魏西克弹性圆孔扩张理论和p−y曲线法，建立了模量比计算桩土应力比的修正公式；刘杰等[2]在考虑桩土共同作用的基础上，根据桩土竖向变形相等和侧向变形协调的条件，利用弹性理论推导出桩处于自身极限平衡状态时的桩土应力比计算公式。采用这些修正方法虽然提高了计算精度，但计算范围有一定的局限性，且都未能考虑桩土应力比的...