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由于具有良好的水平承载性能,斜桩以及有斜桩的群桩基础被广泛应用于桥梁、码头、大型输电以及斜坡上建筑等工程中。目前,针对斜桩承载性能的研究主要集中在试验方面,理论上的分析研究相对较少。
本文根据斜桩桩侧土体受力特征,假设桩侧浅层土体达到极限破坏时在桩侧被动破坏区形成一个三维楔形体。基于极限平衡理论导出了不同倾角斜桩桩侧极限土抗力,考虑了斜桩倾角、桩土界面摩擦作用等因素对桩侧极限土抗力的影响,数值对比分析了斜桩和直桩桩侧极限土抗力的差异。基于三维楔形体模型,提出了斜桩初始地基反力模量的确定方法,修正了砂土地基中直桩Reese的p-y曲线,提出了砂土斜桩地基中p-y曲线确定方法。在此基础上,基于虚功原理,导出了梁单元、非线性地基土弹簧单元的有限元列式,给出了有限元迭代求解方法。编制了相应分析程序,通过简单算例验证了非线性土弹簧单元的合理性和有效性。最后,采用本文程序对-离心机模型试验进行了模拟分析,结果表明计算结果和试验结果吻合得很好。