【摘 要】
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随着我国建筑行业的发展,预应力高强度混凝土（PHC）管桩应用范围已经逐渐扩大到抗拔桩基础。PHC管桩作为抗拔桩的主要作用机理是依靠桩身与土层的摩擦力来抵抗轴向拉力,目前轴拉作用下管桩抗剪性能方面的研究比较少,轴拉力对管桩抗剪承载力的具体影响尚且未知。在实际工程中,抗拔桩在拉拔荷载和水平荷载的共同作用下可能发生受剪破坏,受剪破坏比受弯破坏的脆性特征更加明显,管桩一旦受剪破坏,对上部结构的支承能力会大
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随着我国建筑行业的发展,预应力高强度混凝土（PHC）管桩应用范围已经逐渐扩大到抗拔桩基础。PHC管桩作为抗拔桩的主要作用机理是依靠桩身与土层的摩擦力来抵抗轴向拉力,目前轴拉作用下管桩抗剪性能方面的研究比较少,轴拉力对管桩抗剪承载力的具体影响尚且未知。在实际工程中,抗拔桩在拉拔荷载和水平荷载的共同作用下可能发生受剪破坏,受剪破坏比受弯破坏的脆性特征更加明显,管桩一旦受剪破坏,对上部结构的支承能力会大大减小,危害较大,因此需要对抗拔桩进行拉剪承载性能的研究。为了更全面的研究轴拉力对管桩抗剪承载性能的影响,本文利用有限元软件ABAQUS建立了PHC管桩模型,在和试验数据的对比下,验证了管桩模型的合理性,通过分析数值模拟结果得到以下结论:（1）对于不同规格的管桩,轴拉力对抗剪承载性能的影响有着类似的规律,轴拉力的存在并没有改变管桩斜截面受剪破坏的形式,随着轴拉力的增大,管桩的开裂剪力和极限剪力均呈下降趋势。对于PHC400、PHC500和PHC600管桩,轴拉力对于抗剪承载力的削弱幅度（ΔV/ΔN）分别为15.32%、14.51%、14.98%。（2）对于PHC600管桩,在其它参数相同时,随着有效预压应力的增大,管桩的抗剪承载力呈上升趋势;对于A型、AB型、B型、C型管桩,轴拉力对管桩抗剪承载力的影响大致相同,有效预压应力的大小基本不会影响轴拉力对抗剪承载力的削弱幅度。（3）抗剪承载力随着剪跨比的增大呈下降趋势,剪跨比从1变化到1.5时,管桩抗剪承载力下降幅度比较大;从1.5变化到3时,下降幅度趋于平稳。对于不同剪跨比下的管桩,轴拉力对抗剪承载力的削弱幅度大致相同。（4）对于PHC600空芯管桩,填芯后的抗剪承载力明显提高,在轴拉力相同的情况下,抗剪承载力提高幅度约为25.87%。对于填芯管桩,轴拉力对抗剪承载力的影响与空芯管桩有类似的规律,轴拉力对抗剪承载力的削弱幅度（ΔV/ΔN）为14.49%。（5）在延性方面,混凝土填芯延缓了管桩裂缝的出现和发展。在不同的轴拉力下,填芯后管桩发生极限破坏时对应的位移比空芯管桩都有着不同程度的提高,说明混凝土填芯提高了管桩的变形能力,填芯后受剪破坏的脆性性质得到改善。（6）通过对数值模拟结果进行研究,计算得到剪跨比对混凝土项抗剪承载力的影响系数,考虑剪跨比后的抗剪承载力公式更接近实际值。计算分析了不同规格管桩在不同轴拉力作用下的模拟结果,得到轴拉力对抗剪承载力的削弱值为0.18N,给出了考虑轴拉力作用下管桩的抗剪承载力公式,用此公式计算得到的抗剪承载力与实际值较为接近,保证了一定的安全度,供工程参考。
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