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发布时间:2020-01-06 00:00:00
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预应力管桩桩-土动力p-y曲线研究
Study on Prestressed Pile-soil Dynamic p-y Curve
2014年第10期
p-y曲线;桩-土相互作用;非线性;塑性变形;预应力管桩
P-y curve; Interaction between piles and soil; Nonlinearity; Plastic deformation;Prestressed pile
2014年第10期
1000-4637(2014)10-42-03
河北省自然科学基金项目(E2012586)
李光明1,2,刘春原3, 李明生2
1.天津大学建筑工程学院,300072;2.天津市市政工程设计研究院,300051; 3.河北工业大学土木工程学院,天津300401

李光明1,2,刘春原3, 李明生2

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摘 要:通过有限元软件ABAQUS建立以振动台试验为基础的数值模型来研究桩-土水平位移的变化规律。并使用P-Y曲线法分别对预应力管桩在不同加速度峰值、不同桩型以及不同土体类别的条件下桩与土的变形进行了研究。研究表明,随着地震加速度峰值的增大,淤泥质粘土地区的桩侧土体以及桩身都会提前出现破坏。两桩、三桩、四桩桩身水平位移随着水平荷载的增大变化较单桩变化大,在相同水平地震荷载作用下,桩数越多,水平位移变化越大,其中三桩和四桩位移变化规律接近,四桩具有承受较强地震荷载的受力性能,体现了群桩受力的优势。 Abstract: The displacement variation of pile-soil horizontal is studied by using the finite element software ABAQUS to set the shaking table test of the numerical model. The deformations between the prestressed piles and soil under the conditions of different peak acceleration, different types of piles and different soil categories are researched by the P-Y curves. The study results show that with the increasing of the peak of earthquake acceleration, pile side soil and the pile body in silty clay area will appear destruction ahead. With the increasing of the horizontal loads, the horizontal displacement changes of the piles such as two-pile, three-piles and four-pile are bigger than that of the single pile. Under the same horizontal seismic loads, the more piles there are, the greater horizontal displacement of the piles changes. Among them, the displacement variation of two-pile is close to that of three-pile. Four-pile could withstand the strongest seismic loading force in the four kinds of piles, and its performance reflects the advantages of pile group.
英文名 : Study on Prestressed Pile-soil Dynamic p-y Curve
刊期 : 2014年第10期
关键词 : p-y曲线;桩-土相互作用;非线性;塑性变形;预应力管桩
Key words : P-y curve; Interaction between piles and soil; Nonlinearity; Plastic deformation;Prestressed pile
刊期 : 2014年第10期
DOI :
文章编号 : 1000-4637(2014)10-42-03
基金项目 : 河北省自然科学基金项目(E2012586)
作者 : 李光明1,2,刘春原3, 李明生2
单位 : 1.天津大学建筑工程学院,300072;2.天津市市政工程设计研究院,300051; 3.河北工业大学土木工程学院,天津300401

李光明1,2,刘春原3, 李明生2

摘要
参数
结论
参考文献
引用本文

摘   要:通过有限元软件ABAQUS建立以振动台试验为基础的数值模型来研究桩-土水平位移的变化规律。并使用P-Y曲线法分别对预应力管桩在不同加速度峰值、不同桩型以及不同土体类别的条件下桩与土的变形进行了研究。研究表明,随着地震加速度峰值的增大,淤泥质粘土地区的桩侧土体以及桩身都会提前出现破坏。两桩、三桩、四桩桩身水平位移随着水平荷载的增大变化较单桩变化大,在相同水平地震荷载作用下,桩数越多,水平位移变化越大,其中三桩和四桩位移变化规律接近,四桩具有承受较强地震荷载的受力性能,体现了群桩受力的优势。

Abstract: The displacement variation of pile-soil horizontal is studied by using the finite element software ABAQUS to set the shaking table test of the numerical model. The deformations between the prestressed piles and soil under the conditions of different peak acceleration, different types of piles and different soil categories are researched by the P-Y curves. The study results show that with the increasing of the peak of earthquake acceleration, pile side soil and the pile body in silty clay area will appear destruction ahead. With the increasing of the horizontal loads, the horizontal displacement changes of the piles such as two-pile, three-piles and four-pile are bigger than that of the single pile. Under the same horizontal seismic loads, the more piles there are, the greater horizontal displacement of the piles changes. Among them, the displacement variation of two-pile is close to that of three-pile. Four-pile could withstand the strongest seismic loading force in the four kinds of piles, and its performance reflects the advantages of pile group.

关键词:
p-y曲线;桩-土相互作用;非线性;塑性变形;预应力管桩
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(1)在较小的水平地震荷载作用下,各桩型土体抗力与桩顶位移呈线性增大变化,当水平地震荷载增大到一定值时,桩顶位移呈非线性增长趋势,桩顶出现塑性屈服。此时桩侧上部土体为塑性压缩变形,下部为弹性压缩变形。
(2)桩身位移随着加速度峰值的增大而增大,尤其是在桩顶处位移变化显著,在桩底处变化不明显。
(3)土体受力性能越好,在地震荷载作用条件下约束桩体受力变形越稳定,尤其是在强震条件下,土体受力性能的强弱决定桩体破坏的程度。
(4)桩数不同,p-y曲线变化也不相同。对比单桩、双桩、三桩、四桩的p-y曲线可以得出,两桩、三桩、四桩桩身水平位移随着水平荷载的增大变化较单桩变化大,在相同水平地震荷载作用下,桩数越多,水平位移变化越大,但是四桩更具有承受较强地震荷载的受力性能,体现了群桩受力的优势。
(5)各桩型的桩上部p-y曲线滞回圈面积较小,呈现反S形或者Z形,表明该上部结构的延性和地震吸收能量比较差,而桩下部p-y曲线滞回圈面积较大,呈现出梭形或者弓形,反映出该下部结构的延性和地震吸收能量比较强,具有很好的地震能量吸收能力和优越的抗震性能。在强震软土区中,由于场地条件较差,桩侧土体在水平地震荷载作用条件下更易发生塑性屈服破坏。
[1] 李雨润,袁晓铭,梁艳.桩-液化土相互作用 p-y 曲线修正计算方法研究[J].岩土工程学报,2009,31(4):595-599.
[2] 王建华, 戚春香, 余正春. 弱化饱和砂土中桩的 p-y 曲线与极限抗力研究[J]. 岩土工程学报,2008,30(3):309-315.
[3] 苏静波,邵国建.基于 P-Y 曲线法的水平受荷桩非线性有限元分析[J].岩土力学,2006,27(6):1781-1785.
[4] 王建华,冯士伦.液化土层中桩基水平承载特性分析[J].岩土力学,2005,26(10):1597-1601.
[5] 张建民,王刚.考虑地基液化后大变形桩-土动力相互作用分析[J].清华大学学报:自然科科学版,2004,44(3):429-432.

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