【摘 要】
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桥梁、码头、输电线塔、海上风机、海上石油平台等结构物受竖向荷载作用的同时往往还受到较大水平荷载的作用。斜桩基础因其较好的水平承载能力而被广泛应用于这些结构物的基础设计中。斜桩基础在实际工程中的受荷形式往往并不单一。目前,对斜桩承受水平循环荷载、组合荷载这类较复杂工况的研究较少且研究仅集中在其承载变形性状方面,对斜桩与桩侧土间复杂相互作用的研究尚不深入。因此,开展水平循环荷载、组合荷载作用下斜桩受荷
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桥梁、码头、输电线塔、海上风机、海上石油平台等结构物受竖向荷载作用的同时往往还受到较大水平荷载的作用。斜桩基础因其较好的水平承载能力而被广泛应用于这些结构物的基础设计中。斜桩基础在实际工程中的受荷形式往往并不单一。目前,对斜桩承受水平循环荷载、组合荷载这类较复杂工况的研究较少且研究仅集中在其承载变形性状方面,对斜桩与桩侧土间复杂相互作用的研究尚不深入。因此,开展水平循环荷载、组合荷载作用下斜桩受荷机理的研究具有重要的工程意义。首先,通过室内模型试验研究砂土中斜桩预施加水平单向循环荷载再施加静载和上拔、水平荷载共同作用这两种加载形式下的受力和变形特性,试验结果表明:预施加一定大小的水平单向循环荷载可以有效提高正、负斜桩的水平承载力;上拔荷载的施加有效提高了正斜桩的水平承载力,降低了负斜桩的水平承载力。其次,基于模型试验结果得到施加不同大小循环荷载、上拔荷载斜桩的桩周土反力(p)与桩身横向位移(y)并采用双曲线函数拟合,初步探讨了两种工况下斜桩的初始地基反力模量和水平极限土反力,揭示了预施加不同大小循环荷载、不同大小上拔荷载对斜桩p-y曲线的影响规律,建立了砂土中水平单向循环荷载作用下及上拔荷载和水平荷载共同作用下斜桩p-y曲线。根据水平受荷斜桩计算方法建立控制方程并给出其差分形式的表达再利用Matlab编制程序,将建立的p-y曲线写入程序获得桩身内力和变形。最后,利用建立的水平循环荷载、组合荷载作用下斜桩p-y曲线分别与本文模型试验及其他学者的相关试验结果对比验证,结果表明:本文构建的p-y曲线是合理可行的,能反映桩-土间复杂的相互作用。本文还进一步分析了影响水平循环荷载作用下及组合荷载作用下斜桩桩身性状的一些因素,结果表明:桩顶约束条件、桩身抗弯刚度等因素对斜桩桩身承载变形性状的影响较为显著。
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