基于ABAQUS研究软土条件下路基填土对桥台桩基的影响.pdf

北 方 交 通 2016年 第 3期 文章编号 ：1673—6052(2016)03—0026—04 DOI：10．15996／j．cnki．bfit．2016．03．009 基于ABAQUS研究软土条件下路基 填土对桥台桩基的影响 李克磊，袁有为 (天津市市政工程设计研究院 天津市 300051) 摘 要：通过应用有限元软件ABAQUS建立软土地基条件下有台后填土时的三维桥台群桩基础模型，分析单 桩和桩侧土体竖向相对位移关系、群桩中不同位置桩的桩侧负摩阻力以及填土高度和摩擦系数对桩侧负摩阻力的 影响。研究表明填土高度、摩擦系数和单桩所处于群桩中的位置都是桩侧负摩阻力产生变化的原因。 关键词：软土地基；台后填土；群桩基础；桩侧负摩阻力 中图分类号：U443．21 文献标识码：B 在我国沿海地区，土层中普遍存在着滨海或浅 21．1m，宽4．6m，台后填土高3m，桥台桩基尺寸如 海相的淤泥或淤泥质软土。随着高等级公路的迅速 图 1、图2所示。 发展，有越来越多的桥梁修建在这样的软土地基上。 鹳 在路堤与桥梁的连接段，下卧软土层在路堤填土的 作用下发生侧移和固结沉降，对桥台桩基产生不利 影响，主要有 J： (1)软弱土层的固结沉降大于桩的竖 向位移 时，使桩基受到向下的负摩阻力，并引起不均匀沉 降，影响桥梁使用功能。 ， ， (2)软弱土层被不断压缩并被侧向挤出，进而 l0 260 L1I 460 对相邻的桥台桩基产生侧向压力，使桩身挠曲变形， o100 甚至会引起桥台前移，过大的前移会使背墙、伸缩装 置或梁局部受压严重而破坏。 图 1 桥 台桩基侧面图(单位 ：cmJ 所以，正确分析桩侧负摩阻力和土对其侧向压 力是至关重要的。虽然桩土相互作用已受到国内外 桥台处各土层物理力学性质指标见表 1。 工程界的普遍关注，并带来了许多理论和试验研究 2 有限元计算 成果 J，但是传统的现场荷载试验投入大，周期 2．1 有限元模型的建立 长，代价较大，所以利用已有的地勘和室 内试验资料 采用有限元软件 ABAQUS建立三维桥台桩 进行桩土相互作用的仿真分析是值得深入研究的。 基 一地基 一填土整体模型如图3所示。地基土顺桥 本文基于有限元软件 ABAQUS，建立三维桥台群桩 向取50m，横桥向取70m，竖向取 100m，采用Mohr— 基础模型，研究软土条件下，路基填土引起的桩侧负 Coulomb理想弹塑性模型；台后填土、桩基、承台和 摩阻力的变化和分布情况。 桥台采用各向同性线弹性模型。 1 工程概况 将性质相近土层进行加权平均处理，共简化为 沿海软土地区某桥桥台采用 U型桥台，桩基 由 四层土，各土层呈匀质水平层状分布，计算参数如表 l0根桩组成，桩径 1．0m，桩长为 70m，承 台长 2所示 。 北 方 交 通 2016年 第3期 (2)在原模型基础上导人初始应力文件，进行