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水平受荷斜桩基础性状模型试验及分析研究

袁廉华  
【摘要】:斜桩群桩是海上大型结构物常用的基础型式。在结构自重、波浪、风以及船舶等荷载作用下,斜桩群桩基础往往受到下压力、水平力、扭转等荷载的共同作用,其中水平荷载是基础的主要荷载型式。目前的桩基础设计中,不考虑轴向荷载对基桩水平承载力的影响,不能正确反映基桩的实际受荷情况。 针对上述问题,本文利用浙江大学大型土工物理模型试验系统开展了斜桩基础的物理模型试验。模型试验包括四组单桩以及一组1x2斜桩群桩基础。研制了模型试验斜桩打桩装置和静力加载装置。通过模型试验,获得了不同加载情况下的桩身弯矩分布曲线、土面处荷载位移曲线,发现了正斜桩、直桩和负斜桩的水平承载力依次递减,轴向拉力降低了而轴向压力提高了斜桩水平承载力。通过在直桩的p-y曲线中引入考虑土质和斜桩倾斜角有关的修正系数,能够较好地计算斜桩的水平承载力。 建立了考虑轴向荷载影响的斜桩被动破坏楔形体模型,获得了斜桩桩侧极限水平土反力计算公式。将该公式引入到p-y曲线法中,提出了考虑斜桩倾角及轴向荷载影响的p-y曲线表达式。结合文献中的模型试验结果以及本文模型试验结果,验证了上述表达式的合理性。最后,提出了斜桩群桩基础的受力计算方法。本文的研究结论可以为海上大型结构斜桩群桩基础的设计提供支撑。


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