侧向堆载或开挖条件下被动桩工程性状分析.doc

侧向堆载或开挖条件下被动桩工程性状分析侧向堆载和侧向开挖是形成被动桩的两个主要条件。根据被动桩定义可知，被动桩与外界荷载无直接关系，桩身所受荷载源于桩周土体的侧移，此侧移程度严重时可使邻近桩基发生变形甚至破坏。基于此，本文分别展开了侧向堆载条件下与侧向开挖条件下的被动桩研究工作。在综述国内外关于被动桩的研究成果后，本文借助有限元软件ANSYS分别建立了单桩在无轴向荷载条件下与考虑轴向荷载条件下的侧向堆载模型，对侧向开挖桩体进行了工程测试，并利用反分析法反算了桩体弯矩分布，与测试结果形成对比。本文主要结论有：侧向堆载条件下的桩体水平位移从桩底至桩顶依次增加，大致呈直线分布。考虑桩顶轴向荷载的桩身水平位移略大于无轴向荷载的桩身水平位移。桩身弯矩的最大位置位于桩身中部，轴向荷载的施加没有改变弯矩的分布形式，却加剧了桩身弯矩。从测斜数据可知，在锚杆施工前，基坑悬臂式支护桩的位移变化趋势与侧向堆载条件下的被动桩桩体位移变化趋势相同，即桩底至桩身逐渐变大。锚杆与腰梁施加后，支护桩从悬臂状态变成简支状态，水平位移大致呈弓字型分布。由于土层锚杆的跨度太大，支护桩的最大弯矩位置出现在两道腰梁的中间位置，并在腰梁附近会出现负弯矩。测试的水平位移与反算的弯矩在变化上满足一定的同步性，证明了分段三次曲线拟合五点法反算弯矩的可行性。