水平荷载下群桩的受力变形特性分析

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群桩基础是土木工程中主要的基础形式之一。利用由竖直桩组成的群桩基础来承受水平荷载已经十分广泛,研究群桩基础在水平荷载作用下的受力变形特性非常重要。过去的研究主要是通过实验方法和理论分析来进行的,取得了许多实验数据和研究成果。但由于水平荷载作用下的群桩基础桩-土-承台共同作用的问题涉及到很多因素,因此尚有很多工作要做。 随着计算技术和土的本构理论的发展及计算机性能的改善,数值分析方法逐渐成为一种应用广泛的群桩研究方法。本文用有限元法进行桩体和近域土的分析,对远域土体采用无限单元,在桩土之间引入接触面单元,建立了一种空间的20节点有限元-12节点无限元-16节点接触面单元相耦合的数值计算模型;针对受水平荷载作用的群桩桩土体系,用FORTRAN 90语言编制了相应的包括二种材料和三种非线性本构关系融为一体的弹塑性分析程序EPAGPLL,利用该程序可将群桩及土体作为一个整体进行分析。在分析中,分别采用了非线性E-μ的模型、K-G模型、修正剑桥模型进行近域土的模拟,对接触面及远域土则进行非线性分析。 本文利用所编的程序,对黄委会山东河务局和中国建筑科学院地基所在济南洛口地区的钻孔试验群桩进行了计算,对用土的四种本构模型所计算得到结果进行了分析;对在不同水平荷载作用下群桩的桩土变形、桩前土抗力、桩后土抗力、桩前土水平位移、竖向荷载影响等进行了分析。结果表明,本文的耦合方法能对水平力群桩的受力变形特性进行较好的模拟,同时也证明所编制的程序是正确的。
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