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抗拔桩承载特性研究与三维数值仿真分析

熊昊;刘润;徐余

【摘要】Withthedevelopmentofurbanconstruction,underground

structuresincludingsubways,undergroundparksandunderground

marketshavebecomemoreandmorewidespread.Theirdevelopment

trendsarediversified,complicatedanddeep-going.Itcanbeknownthat

anti-floatingstabilityofundergroundstructuresbecomeanoutstanding

problem.So,oneofmainprojectmeasuresistosetupupliftpiles.This

papermainlyanalyzesthegroundfailuremodeofupliftpileandpile

group,andrevealstheworkmechanismofupliftpile.Themodeofuplift

pileandpilegroupisnumericallysimulatedusingABAQUSfiniteelement

software.Theinfluencefactorsofupliftcapacityandpilegroupeffectare

investigatedindifferentaspectssuchaspilestress,soilaroundpileandpile

sideresistance.Itfurtherstudiestheeffectofthedistance-diameterratioof

upliftpilegrouponupliftcapacityandfoundationdeformationcombined

withpracticalworks.Theanalyzingresultsshowthat,undertheactionof

upliftforce,pilestressmainlyactsinaxis,whichdecreaseswithincreasing

radiusanddepth.Thepilesidefrictionforcedecreasesgraduallyfrom

upperdepthtolowerdepth.Itincreaseswithincreasingupwarddistance-

diameterratio(λ)offoundationilepdecreases,thecapacityreduction

factor(ξ)increases,thepilegroupeffectismoresignificant,andthereisan

uplifttrendinpilesandsoilbetweenpilesthatgoagainsttheanti-floating

stabilityofconstruction.λ=3andλ=6canbeusedastheitlimti
determinethedegreeofpilegroup.displacement.Whenthe%随着城市建设

的发展,地铁、地下停车场、地下商场等地下建筑更加普遍,且呈现多样化、复杂化、

深入化的发展趋势,使得地下结构物的抗浮稳定性逐渐突显,其中设置抗拔桩是结构

抗浮的主要工程措施之一.本文分析了抗拔单桩与群桩的地基破坏模式并揭示抗拔

桩的工作机理,应用ABAQUS大型有限元软件对抗拔单桩模型以及群桩模型分别进

行了数值模拟,从桩身应力、桩周土体、桩侧阻力等多个角度分析抗拔承载力的影

响因素以及群桩效应,结合工程实例分析抗拔群桩距径比(λ)对抗拔承载力及地基变

形的影响.结果表明:在上拔力作用下,单桩中的应力集中于轴心,沿半径及深度递减,

桩侧摩阻力自上而下逐渐减小,但随着向上位移的增大而增大；当基桩的距径比λ

减小时,承载力折减系数ξ增大,群桩效应显著,桩间土与桩有整体被拔起的趋势,不利

于结构的抗浮稳定性；λ=3和λ=6可以作为划分群桩效应程度的界限.

【期刊名称】《工程地质学报》

【年(卷),期】2013(021)003

【总页数】8页(P400-407)

【关键词】抗拔桩;破坏模式;数值分析;距径比

【作者】熊昊;刘润;徐余

【作者单位】天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072;天津大

学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072;天津市建筑设计院天津

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