桩基承载力空间屈服面基本特性研究

采用数值分析和离心机模拟手段相结合、互相验证的方式，首先通过数值仿真计算模拟桩基础在铅直、水平及弯曲荷载作用下的承载机理，把握组合荷载作用下桩的承载力特性，然后通过一定数量的桩基组合荷载离心机仿真模型试验加以验证，分析提炼离心机试验成果和数值仿真计算成果，推导出桩基承载力的空间屈服面方程。传统的桩基设计方法在计算上虽然能够满足各向荷载的要求，由于没有考虑荷载之间的相互影响作用，在实际工程中因桩基础抵抗组合荷载的能力不足而发生破坏的例子屡见不鲜。通过本项目的研究，可以明确组合荷载作用下桩基承载力的空间屈服面特性，了解不同类型荷载之间的相互影响；提出用桩的单方向极限承载力Vm、Hm、Um和Mm确定桩基承载力空间屈服面的设计方法。这样在桩基设计中就可以非常方便地检验组合荷载作用下桩基础承载力的安全性。因此探讨组合荷载下桩基承载力空间屈服包络面的形状特性具有很大的理论研究价值和工程应用价值。

采用数值分析和离心机模拟手段相结合、互相验证的方式，首先通过数值仿真计算模拟桩基础在铅直、水平及弯曲荷载作用下的承载机理，把握组合荷载作用下桩的承载力特性，然后通过一定数量的桩基组合荷载离心机仿真模型试验加以验证，分析提炼离心机试验成果和数值仿真计算成果，推导出桩基承载力的空间屈服面方程。传统的桩基设计方法在计算上虽然能够满足各向荷载的要求，由于没有考虑荷载之间的相互影响作用，在实际工程中因桩基础抵抗组合荷载的能力不足而发生破坏的例子屡见不鲜。经过本项目的研究，明确了组合荷载作用下桩基承载力的空间屈服面特性，了解不同类型荷载之间的相互影响；提出了用桩的单方向极限承载力Vm、Hm、Um和Mm确定桩基承载力空间屈服面的设计方法。这样在桩基设计中就可以非常方便地检验组合荷载作用下桩基础承载力的安全性。