水平荷载作用下能量桩群桩的变形特性

作     者：吴琪 丁选明 王成龙 张鼎新 

作者机构：重庆大学土木工程学院 大足石刻研究院 重庆市地质矿产勘查开发局 

出 版 物：《土木与环境工程学报(中英文)》 (Journal of Civil and Environmental Engineering)

年 卷 期：2024年

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(52278396) 中国博士后科学基金(2023T160766) 重庆市博士后研究项目(2022CQBSHTB3006) 

主　　题：能量桩 群桩 砂土 变形特性 数值模拟 模型试验 

摘      要：目前外部荷载下能量桩群桩基础热-力学特性的研究主要针对竖向荷载，而对于水平荷载的影响考虑较少。为研究非对称加热、制冷条件下水平受荷能量桩群桩的变形特性，对2×2能量桩群桩的单根桩开展加热、制冷工况下的模型试验，并建立能量桩群桩三维有限元模型，将实测数据和数值结果进行对比验证，再进行参数分析，研究能量桩群桩单根桩运行过程中桩体的热-力学响应。研究结果表明：数值模型与试验结果较为吻合，弯矩主要分布在桩体上半部，其峰值和反弯点分别位于土表面以下0.23L1和0.8L1(L1为桩体有效埋置深度)；桩身水平位移随深度的增大而减小。水平荷载对桩体变形特性影响更大，但温度的影响不可忽略。在加热和制冷阶段，随着温度升高和降低，能量桩的弯矩、位移均有增大趋势。与只受水平荷载时相比，在水平荷载与温度变化联合作用下，通水温度升高10℃、20℃能量桩Mmax（弯矩峰值）增加幅度为23.36%、25.46%左右，桩顶水平位移增加幅度为20.59%、21.93%左右；通水温度降低10℃、20℃能量桩Mmax（弯矩峰值）增加幅度为23.48%、24.39%左右，桩顶水平位移增加幅度为17.97%、21.27%左右。