考虑桩端持力层效应的能源桩受力变形特性研究

作     者：方金城 冯世进 赵勇 FANG Jincheng;FENG Shijin;ZHAO Yong

作者机构：同济大学土木工程学院地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 

出 版 物：《岩土工程学报》 (Chinese Journal of Geotechnical Engineering)

年 卷 期：2024年第46卷第10期

页      面：2069-2077页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：上海市科技创新行动计划项目(22dz1207000) 上海市科技创新行动计划扬帆计划项目(23YF1449000) 上海市教育委员会科研创新计划项目(2023ZKZD25) 土木工程Ⅰ类高峰学科建设经费资助项目 

主　　题：能源桩 能源地下结构工程 承载性状 弹性分析 热力耦合 

摘      要：能源桩作为一种具备建筑承载和地热开发双重功能的新型建筑节能技术,近年来得到了越来越广泛的研究和关注。温度荷载的施加对桩体的设计和安全服役带来了新的挑战,但现有理论计算方法仍未能全面揭示热力耦合作用下不同承载性状能源桩的受力变形特性。基于弹性分析理论框架,进一步考虑了桩端持力层的影响,建立了能源桩热力分析模型,并结合典型现场试验结果进行了模型验证,着重分析了地层结构特征和桩基几何参数对能源桩荷载传递及位移行为的影响。研究结果表明:热致轴向荷载将随着持力层刚度的增加而增加,相较于摩擦型桩,温度变化将导致支承于硬持力层的能源桩产生更大的温度应力;桩端持力层、桩周土体及桩顶刚度情况是影响热致应力大小和分布以及热致位移的关键因素。基于理论模型获得的归一化计算结果旨在实现对能源桩热致应力及位移的估算,为不同承载性状能源的设计计算提供参考依据。