考虑动态贯入过程沉桩挤土效应有限元分析

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桩贯入饱和土体中,挤土效应产生的挤土位移一方面对周边环境造成不利的影响,严重时可能会造成邻近建筑物的开裂、道路隆起以及地下管线断裂等工程事故;另一方面由于沉桩后的固结作用也提高了地基的承载力,因此对挤土效应的研究具有非常重要的意义。本文考虑动态贯入过程,对沉桩挤土效应及后续固结对地基承载力的影响进行了分析。主要内容总结如下:(1)总结了国内外沉桩挤土效应,进一步明确了本文的研究内容。(2)介绍了基于总应力下Tresca材料和基于有效应力下修正剑桥模型材料的不排水圆柱孔扩张理论的解答,重点分析了沉桩过程中土体挤土应力、位移和超孔隙水压力。(3)分析了用有限元模拟沉桩挤土效应中的关键技术,提出在桩端加刚性管作为桩土间的接触面,限制了土体发生穿越中心线的水平位移,但是允许土体出现远离桩中心线的开裂变形模拟桩的动态贯入过程;根据有限元计算结果对桩周土体挤土效应进行了分析,并与理论解进行了对比分析;此外还进行了参数敏感性分析,讨论了桩长、桩径对桩周挤土位移的影响。(4)采用有限元模拟分析了饱和土体中沉桩引起的超静孔隙水压力的消散和固结规律,讨论了超静孔隙水压力的消散、不排水强度发展变化过程,并根据桩基承载力理论确定桩贯入后桩基承载力的提高值。
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