不同倾角斜桩的稳定性分析
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摘要
本文采用将模型试验同数值模拟相结合的方法来对斜桩的工程性状进行研究。由模型试验得出不同倾角的斜桩在相同竖向荷载情况下的荷载-位移曲线及桩身的弯矩分布曲线,再由ANSYS有限元分析软件对试验成果进行数值模拟,对其进行校验。通过上述方法得出以下结论:
(1)通过模型试验得出不同倾斜度的斜桩其荷载-沉降曲线变化规律大体上相似,特别在倾斜角度很小的情况(8o以内)下,其变形曲线同竖直桩几乎相同。
(2)桩身的弯矩大小受到斜桩倾斜度直接的影响,倾斜角度越大,其桩身的弯矩则越大,而沉降则越小。所以在桩身刚度足够大的情况下,采用斜桩支撑会比竖直桩取得更好的效果。
(3)数值模拟又得出无论竖直桩还是斜桩,其荷载-沉降曲线都具有缓变的特点,小角度的斜桩曲线呈S性,随着角度的变化,第二拐点向下推移的现象越加明显,桩顶角度较大时甚至无拐点。
(4)由于斜桩受竖向荷载时桩身产生挠曲,桩身上侧会产生桩土分离,而下侧则会造成土体软化,使得桩身侧摩阻力分部不均。倾斜角度对其侧摩阻力大小有很大影响。
In this thesis, we study on the stability of battered piles through both theexperiment and simulation analysis. We can get the Curves of settlement betweenLoad with the experiment. And we can check the test results by ANSYS analysissoftware.Through the way described above, we get some conclusion like these:
(1)The curves of different battered piles with different angles have littledifference. This situation especially happened when the pile has a small angle.
(2) The bending moment of sloping piles changes with the angle’s changes of thepile, the influence of directly gradient .The angle is bigger, the pile body was higher,and the bending moment is smaller. So if the pile has a large enough stiffness, usingan oblique pile to instead a vertical pile could gets better effect.
(3)Whatever it is vertical pile or battered pile, its pile load-settlement curve hasthe characteristics of slowly changing. Battered pile with a small angle has ans-shaped curve. With Angle’s changing, the phenomenon of second inflection point isobvious going down. Large pile top settlement even without turning point. Thebending moment of sloping piles changes with the angle’s changes of the pile, theinfluence of directly gradient .The angle is bigger, the pile body was higher, and thebending moment is smaller. So if the pile has a large enough stiffness, using anbattered pile to instead a vertical pile could gets better effect.
(4)Battered pile with vertical load will have flexure, so the pile will be separatefrom soil, and lower side will cause the soil bate. It will also make pile side frictionevenly distributed. So the angle decides the size of side friction.
(1)通过模型试验得出不同倾斜度的斜桩其荷载-沉降曲线变化规律大体上相似,特别在倾斜角度很小的情况(8o以内)下,其变形曲线同竖直桩几乎相同。
(2)桩身的弯矩大小受到斜桩倾斜度直接的影响,倾斜角度越大,其桩身的弯矩则越大,而沉降则越小。所以在桩身刚度足够大的情况下,采用斜桩支撑会比竖直桩取得更好的效果。
(3)数值模拟又得出无论竖直桩还是斜桩,其荷载-沉降曲线都具有缓变的特点,小角度的斜桩曲线呈S性,随着角度的变化,第二拐点向下推移的现象越加明显,桩顶角度较大时甚至无拐点。
(4)由于斜桩受竖向荷载时桩身产生挠曲,桩身上侧会产生桩土分离,而下侧则会造成土体软化,使得桩身侧摩阻力分部不均。倾斜角度对其侧摩阻力大小有很大影响。
In this thesis, we study on the stability of battered piles through both theexperiment and simulation analysis. We can get the Curves of settlement betweenLoad with the experiment. And we can check the test results by ANSYS analysissoftware.Through the way described above, we get some conclusion like these:
(1)The curves of different battered piles with different angles have littledifference. This situation especially happened when the pile has a small angle.
(2) The bending moment of sloping piles changes with the angle’s changes of thepile, the influence of directly gradient .The angle is bigger, the pile body was higher,and the bending moment is smaller. So if the pile has a large enough stiffness, usingan oblique pile to instead a vertical pile could gets better effect.
(3)Whatever it is vertical pile or battered pile, its pile load-settlement curve hasthe characteristics of slowly changing. Battered pile with a small angle has ans-shaped curve. With Angle’s changing, the phenomenon of second inflection point isobvious going down. Large pile top settlement even without turning point. Thebending moment of sloping piles changes with the angle’s changes of the pile, theinfluence of directly gradient .The angle is bigger, the pile body was higher, and thebending moment is smaller. So if the pile has a large enough stiffness, using anbattered pile to instead a vertical pile could gets better effect.
(4)Battered pile with vertical load will have flexure, so the pile will be separatefrom soil, and lower side will cause the soil bate. It will also make pile side frictionevenly distributed. So the angle decides the size of side friction.
引文
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