• 中国出版政府奖提名奖

    中国百强科技报刊

    湖北出版政府奖

    中国高校百佳科技期刊

    中国最美期刊

    留言板

    尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

    姓名
    邮箱
    手机号码
    标题
    留言内容
    验证码

    饱和软土地基中PHC群桩贯入过程的能量耗散模型

    刘镇 周翠英

    刘镇, 周翠英, 2011. 饱和软土地基中PHC群桩贯入过程的能量耗散模型. 地球科学, 36(3): 587-593. doi: 10.3799/dqkx.2011.060
    引用本文: 刘镇, 周翠英, 2011. 饱和软土地基中PHC群桩贯入过程的能量耗散模型. 地球科学, 36(3): 587-593. doi: 10.3799/dqkx.2011.060
    LIU Zhen, ZHOU Cui-ying, 2011. The Energy Dissipation Model of PHC Pile Group for Penetration Process in Saturated Soft Soil Foundation. Earth Science, 36(3): 587-593. doi: 10.3799/dqkx.2011.060
    Citation: LIU Zhen, ZHOU Cui-ying, 2011. The Energy Dissipation Model of PHC Pile Group for Penetration Process in Saturated Soft Soil Foundation. Earth Science, 36(3): 587-593. doi: 10.3799/dqkx.2011.060

    饱和软土地基中PHC群桩贯入过程的能量耗散模型

    doi: 10.3799/dqkx.2011.060
    基金项目: 

    国家自然科学基金重点项目 41030747

    国家自然科学基金面上项目 40672194

    国家"863"高技术计划项目 2007AA11Z112

    教育部博士学科点基金项目 2006055806

    教育部博士学科点基金项目 20090171110044

    广东省自然科学基金重点项目 06104932

    广东省自然科学基金重点项目 013188

    广东省科技计划项目 2010A030200007

    广东省高层次人才计划项目 39000-5221001

    广州市科技支撑计划项目 2010GN-D00011

    中山大学后备重点课题 1132169

    详细信息
      作者简介:

      刘镇(1982-), 男, 博士, 从事岩土工程研究

      通讯作者:

      周翠英, E-mail: zhoucy@mail.sysu.edu.cn

    • 中图分类号: TU753.3

    The Energy Dissipation Model of PHC Pile Group for Penetration Process in Saturated Soft Soil Foundation

    • 摘要: 软土地基中群桩稳定性分析是岩土工程的难点之一.通过对饱和软土地基中群桩贯入全过程的力学分析, 结合群桩效应与工作性能, 根据功能平衡原理, 建立了贯入过程中附加应力(含超静孔隙水压力)引起的耗散能量与外力做功、弹性势能三者的平衡关系; 同时, 针对饱和软土地基中高预应力管桩(PHC)的排土特性, 结合现行桩基规范, 分别给出了超静孔隙水压力势能、挤土耗散能、重力做功、超静孔隙水压力做功、摩擦耗能、土体弹性势能等的定量表达, 构建了PHC群桩贯入过程的能量耗散模型; 在此基础上, 导出了局部能量安全系数与整体能量安全系数.将上述模型应用于某工程PHC群桩基础的稳定性分析中, 并与数值模拟结果对比, 验证了该模型的合理可靠性, 对饱和软基中PHC群桩稳定性状态的判别具有一定指导意义.

       

    • 图  1  群桩基础位移分析示意

      Fig.  1.  Schematic diagram of displacement analysis of pile group foundation

      图  2  计算断面示意

      Fig.  2.  Schematic diagram of computation cross-sections

      图  3  有限元计算云图

      a.桩土复合体模型;b.桩土分离模型

      Fig.  3.  The nephogram of finite element method

      表  1  能量耗散计算结果

      Table  1.   Computing result of energy dissipation model

      参数 意义 计算值
      Ew(J) 超静孔隙水压力势能 4.13×109
      Er(J) 塑性区内挤土位移所做总功 1.90×105
      WF(J) 外力所做总功 4.24×107
      Ef(J) 摩擦力耗能 3.73×107
      Kf 局部能量安全系数 1.8
      KF 整体能量安全系数 1.8
      K 能量安全系数 0.98
      下载: 导出CSV
    • [1] Chen, D.W., 2005. The method of the finite element analysis on the behaviors of pile groups (Dissertation). Hefei University of Technology, Hefei (in Chinese with English abstract).
      [2] Hu, Z.X., 1997. Soil mechanics and environment geotechnics. Tongji University Press, Shanghai (in Chinese).
      [3] Li, G.X., 2004. Advanced soil mechanics. Tsinghua University Press, Beijing (in Chinese).
      [4] Tang, S.D., Wang, Y.X., Ye, Z.H., 2003. Excess pore water pressure caused by installing pile group in saturated soft soil. Journal of Tongji University, 31(11): 1290-1294 (in Chinese with English abstract). http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/tjdxxb200311007
      [5] Wang, W.T., Qiu, H.J., Zhan, H.Q., 2001. Study on prediction and prevention for soil displacement caused by the statically pressed piles. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 23(3): 378-379 (in Chinese with English abstract). http://qikan.cqvip.com/Qikan/Article/Detail?id=5346548
      [6] Wang, Y.Q., 2003. Horizontal soil compaction displacement of driven compaction pile. Journal of Harbin Institute of Technology, 35(4): 472-475 (in Chinese with English abstract). http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hebgydxxb200304023
      [7] Wang, Y.X., Sun, J., 2004. Influence of pile driving on properties of soils around pile and pore water pressure. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 23(1): 153-158 (in Chinese with English abstract). http://www.oalib.com/paper/1482016
      [8] Yang, H., Yang, M., 2006. Development of load transfer method for settlement calculation of single pile. Chinese Journal of Underground Space and Engineering, 2(1): 155-159 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-BASE200601034.htm
      [9] Yao, J.L., Zhang, D.H., 2004. The interaction of pile-soil in water buoyancy. Building Technique Development, 31(12): 28-29 (in Chinese with English abstract).
      [10] Yao, X.Q., 2004. Method of additional stress calculation in settlement of pile foundations. Structural Engineers, 20(4): 64-67 (in Chinese with English abstract). http://www.zhangqiaokeyan.com/academic-journal-cn_structural-engineers_thesis/020129263913.html
      [11] Zai, J.M., Ling, H., Wang, X.D., 2002. Numerical analysis of nonlinear interaction of piled raft foundations. Journal of Nanjing University of Technology, 24(5): 1-6 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-NHXB200205000.htm
      [12] Zhang, G.L., 2005. Study on character of pile-soil cooperative work in the composite pile foundation (Dissertation). Zhejiang University, Hangzhou (in Chinese with English abstract).
      [13] Zhu, X.R., He, Y.H., Xu, C.F., et al., 2005. Excess pore water pressure caused by single pile driving in saturated soft soil. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 24(Suppl. 2): 5740-5744 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-YSLX2005S2081.htm
      [14] Zhuo, Y., Liu, Z.S., Wu, F., et al., 2009. Finite element analysis on pile soil in teracti on of pile under horizontal load. Chinese Journal of Underground Space and Engineering, 5(Suppl. 2): 1554-1561 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-BASE2009S2030.htm
      [15] Zou, C.H., Wang, C.D., Dai, R.P., et al., 2009. A elastic theory to improve calculation of single pile. Urban Roads Bridges & Flood Control, 10: 117-121 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-CSDQ200910054.htm
      [16] 陈登伟, 2005. 群桩工作性状的有限元分析方法(硕士论文). 合肥: 合肥工业大学.
      [17] 胡中雄, 1997. 土力学与环境土工学. 上海: 同济大学出版社.
      [18] 李广信, 2004. 高等土力学. 北京: 清华大学出版社.
      [19] 唐世栋, 王永兴, 叶真华, 2003. 饱和软土地基中群桩施工引起的超孔隙水压力. 同济大学学报, 31(11): 1290-1294. doi: 10.3321/j.issn:0253-374X.2003.11.007
      [20] 王伟堂, 裘华君, 詹红琴, 2001. 压桩挤土位移的预估与防治的研究. 岩土工程学报, 23(3): 378-379. doi: 10.3321/j.issn:1000-4548.2001.03.028
      [21] 王幼青, 2003. 挤土桩水平向挤土位移分析. 哈尔滨工业大学学报, 35(4): 472-475. doi: 10.3321/j.issn:0367-6234.2003.04.023
      [22] 王育兴, 孙钧, 2004. 打桩施工对周围土性及孔隙水压力的影响. 岩石力学与工程学报, 23(1): 153-158. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSLX200401010.htm
      [23] 杨桦, 杨敏, 2006. 荷载传递法研究单桩荷载-沉降关系进展综述. 地下空间与工程学报, 2(1): 155-159. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-BASE200601034.htm
      [24] 姚俊玲, 章东鸿, 2004. 考虑水浮力的桩土共同作用. 建筑技术开发, 31(12): 28-29.
      [25] 姚笑青, 2004. 桩基沉降中的附加应力计算方法分析. 结构工程师, 20(4): 64-67. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JGGC200404014.htm
      [26] 宰金珉, 凌华, 王旭东, 2002. 桩筏基础非线性共同作用数值分析. 南京工业大学学报, 24(5): 1-6. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-NHXB200205000.htm
      [27] 张国亮, 2005. 复合桩基桩土共同作用性状研究. 杭州: 浙江大学.
      [28] 朱向荣, 何耀辉, 徐崇峰, 等, 2005. 饱和软土单桩沉桩超孔隙水压力分析. 岩石力学与工程学报, 24(增刊2): 5740-5744. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSLX2005S2081.htm
      [29] 卓杨, 刘兹胜, 吴锋, 等, 2009. 水平受荷桩桩—土作用的有限元分析. 地下空间与工程学报, 5(增刊2): 1554-1561. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-BASE2009S2030.htm
      [30] 邹春华, 王长丹, 代仁平, 等, 2009. 一种改进的单桩计算弹性理论法. 城市道桥与防洪, 10: 117-121. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CSDQ200910054.htm
    • 加载中
    图(3) / 表(1)
    计量
    • 文章访问数:  2951
    • HTML全文浏览量:  127
    • PDF下载量:  64
    • 被引次数: 0
    出版历程
    • 收稿日期:  2010-05-20
    • 刊出日期:  2011-05-01

    目录

      /

      返回文章
      返回