嵌岩桩桩端极限承载力研究.pdfVIP

第31卷 ，第2期 中 国 铁 道 科 学 Vo1．31 No．2 2010年 3月 CHINA RAILWAY SCIENCE M arch，2010 文章编号：1001—4632 (2010)02—0001-05 嵌岩桩桩端极限承载力研究 崔科宇 ，章 敏 ，王星华 (1．中南大学 土木建筑学院，湖南 长沙 410075；2．中铁一局集团有限公司，陕西 西安 741O54) 摘 要：应用广义非线性统一强度理论和滑移线场方法，基于Meyerhof求解深基础极限承载力方法得出的 地基破坏滑移面模式，推导出嵌岩桩桩端极限承载力公式，并对承载力随滑移面倾角及嵌岩比的变化规律进行 研究，分析嵌岩比、中主应力系数、过载系数等因素对桩端极限承载力的影响。结果表明：桩端极限承载力系 数随着嵌岩比的增加而呈非线性递减趋势，且递减幅度越明显。随着中主应力系数的增大，极限承载力也随之提 高。承载力系数在嵌岩比 较小时，随着过载系数 的增大而增大；当嵌岩 比 较大时，则随^ 的增大而减 小。现行规范所定义的桩端承载系数偏于安全。 关键词：嵌岩桩 ；广义非线性统一强度；滑移线方法；嵌岩 比；桩端承载力 中图分类号：TU473．1l 文献标识码 ：A 目前嵌岩桩广泛使用于大型桥梁基础、高耸构 筑物基础以及高层建筑基础中。由于嵌岩桩承载力 F一 『一丁 (z+a3)]一 大、试验费用高，因此很难通过破坏性试验明确嵌 [ z+a3+s]d=o 岩桩侧摩阻力所起的具体作用，故实际的极限承载 力很难得到_】]。这使嵌岩桩的理论研究滞后于实际 z ≤ (1) 应用，且至今未对桩端极限承载力的取值、嵌岩深 度的选择以及变化规律形成统一的认识_2]。 F一r『 (+)一]一 目前对深 (浅)基础的极限分析理论有极限平 [ s卜。带 衡法、极限分析的上限和下限理论、滑移线解和变 分法等，这些分析方法通常把材料破坏假定为服从 式中： ，02，03为 3个主应力；b为中主应力参 某一特定 的屈服 准则，如 Hoek-Brown，Mohr- 数； 为完整岩石的单轴抗压强度；m，s，以为 Hoek—Brown参数，是分别与岩石的软硬程度、岩 Coulomb准则，但往往忽略中主应力的影响。本 体的破碎程度和岩石的裂隙度有关的参数，Hoek 文在假定桩端岩体破坏服从广义非线性统一强度准 等经过多次修正给 出的未受扰动岩体取值见 则的基础上，利用滑移线场方法，推导嵌岩桩桩端 式 (2)。 极限承载力，并分析该承载力随嵌岩 比的变化规 r ，GS 一 100、 律，同时讨论各参数对承载性能的影响。 II一 eXP(— 一) ， {一eXP(—，一广1一0o、) 1 理论分析模型 1．1 广义非线性统一强度准则 1十百1[exp(一 )--exp(一弩)] 岩石类材料的应力一应变关系可用广义非线性 (2) 统一强度准则