阶梯型变截面桩水平承载机理研究

• Published in: 河南理工大学学报（自然科学版） Vol. 44; no. 2; pp. 176 - 185
• Main Authors: 张建伟, 杨森, 瑜璐, 赫山林, 张龑
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 河南大学 土木建筑学院,河南 开封 475004 01.03.2025; 开封市特殊土改性与修复工程技术研究中心,河南 开封 475004%河南大学 土木建筑学院,河南 开封 475004%黄河勘测规划设计研究院有限公司,河南 郑州 450003
• Subjects: stepped variable cross-section pile; 有限元分析; 阶梯型变截面桩; silty sand foundation; model test; 粉砂地基; horizontal bearing mechanism; 水平承载机理; finite element analysis; 变径比
• ISSN: 1673-9787
• DOI: 10.16186/j.cnki.1673-9787.2023110005

TU473.1; 目的 为探究粉砂地基中刚性与弹性阶梯型变截面桩的水平承载机理和变径因素对水平承载性能的影响,进行室内和数值模拟实验.方法 分别对刚、弹性阶梯型变截面桩和常截面桩进行水平加载,并利用有限元软件建立不同变径比和变径长度的数值模型.结果 研究结果表明,下半段桩径减小阶梯型变截面形式对弹性桩的水平承载性能影响较小,考虑材料利用率情况下,刚性阶梯型变截面桩的单位体积水平承载力比常截面桩提高6.4%,弹性阶梯型变截面桩提升33.28%;水平荷载相同条件下,刚性阶梯型变截面桩的浅层土抗力大于常截面桩的,弹性阶梯型变截面桩的浅层土抗力小于弹性常截面桩的;阶梯型变截面桩的水平承载力随变径比和变径长度的增加而增大,单位体积水平承载力随变径比增加而减小.变径比为0.8,变径长度占比为50%时,弹性阶梯型变截面桩的水平承载力接近于弹性常截面桩;与弹性常截面桩相比,当弹性阶梯型变截面桩变径比为0.8,变径长度占比为40%时,单位体积水平承载力提升最大.结论 与常截面桩相比,阶梯型变截面桩的单位水平承载力更高,合理设置变径长度和变径比可以节约成本.研究结果为实际工程中阶梯型变截面桩的应用提供参考.