近海复杂环境下的H-M-T受荷桩内力位移分析

为探讨近海复杂恶劣环境（台风超强风力、车辆冲击力或地震产生的复杂力等）下水平力H、弯矩M及扭矩T共同作用时的基桩桩身内力变形特性,基于传统有限杆单元法思想,获得了H-M-T受荷桩的基本单元刚度矩阵。然后,基于m法考虑桩周地基土的侧向约束作用,并计入H-M-T耦合效应,采用凝聚方法导得了具有简洁统一形式的桩身杆单元刚度矩阵,由此建立水平力、弯矩和扭矩组合作用下的桩身内力位移有限杆单元法计算模型,进而采用MATLAB编制出相应的分析计算程序。最后,结合近海工程算例进行了分析。结果表明：1文中提出的改进有限杆单元法能考虑桩周地基土的分层特性、不同边界条件及H-M-T的耦合效应;2相比单一考虑水平受荷,扭矩的存在加大了桩身的位移和内力;3H-M-T复杂受荷模式下,荷载传递存在有效传递深度,当相对深度z/L超过0.5后,桩身弯矩和剪力趋近于零,而扭矩显著减小。     

基于能量法的非均质地基中单桩受扭弹塑性分析

为探讨非均质地基中单桩受扭的非线性特性,假定桩侧地表处地基土剪切模量为非零值(已有方法多假定为零)且随深度呈幂函数分布,引入虚土桩法建立出桩土体系的总能量方程后,基于最小势能原理由变分法分别导得桩身及土体的受扭控制方程,进而采用有限差分法获得桩身扭转角的差分方程式。然后,将桩周土体视为理想弹塑性材料,给出了塑性状态下的单桩受扭分析方法,并基于MATLAB编制了计算程序,再将计算结果与已有方法及实验结果进行了对比验证。最后,通过参数分析获得了桩体参数G_p和r_0以及土体参数α_g和n的取值对桩身扭转响应的影响规律:随桩体剪切模量G_p的增大,桩顶扭转角减小;桩径r_0增大一倍时,相同扭转角下桩顶能承受的扭矩增大5~7倍;α_g≤0.1L时,扭矩传递先慢后快,反之则表现为先快后慢;n≤1时,扭矩传递先快后慢,反之则表现为先慢后快,且桩身扭转响应主要集中于桩身上部。