水平荷载作用下砂土中非柔性桩的p-y曲线修正

作     者：薛佩佩 王栋 郑敬宾 罗成喜 Xue Peipei;Wang Dong;Zheng Jingbin;Luo Chengxi

作者机构：中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室山东青岛266100 中国海洋大学海洋岩土工程研究所山东青岛266100 中国电建中南勘测设计研究院有限公司湖南长沙410014 

出 版 物：《中国海洋大学学报（自然科学版）》 (Periodical of Ocean University of China)

年 卷 期：2023年第53卷第2期

页      面：134-140页

核心收录：

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(42025702 U1806230)资助 

主　　题：非柔性桩 初始刚度 p-y曲线 砂土 有限元法 

摘      要：中国近海风机大多采用长径比10~20范围内的非柔性桩基础,而现有规范方法主要针对长径比大于20的柔性桩,对我国风机基础的适用性一直存在争议。本文利用有限元法研究砂土中非柔性桩的水平受荷响应,主要关注容许范围内的桩基倾斜,因此采用硬化土小应变本构模型描述砂土的应力应变关系。建立钢管桩-土三维有限元模型进行变参数分析,探究土体相对密实度、桩基直径对初始地基反力模量的影响;讨论了正切双曲线函数和双曲线函数描述土体弹簧刚度(即p-y曲线)的合理性;最终提出了适用于砂土中非柔性桩的修正p-y曲线表达式,并通过与三种不同砂土相对密实度与桩基组合工况下的有限元结果对比,验证了修正p-y公式的合理性。结果表明:土体相对密实度、桩基直径与初始地基反力模量均呈正相关;双曲线函数更适合描述非柔性桩的p-y曲线;修正后的p-y公式提高了水平荷载作用下非柔性桩响应的预测精度。