循环荷载作用下饱和黏土地基中单桩力学响应分析

杨华勋，陈箫笛，亓 良

（鲁东大学岩土工程重点实验室，山东 烟台 264025）

目前世界范围内海洋工程建设越来越广泛，其基础不但承受自身重力的竖向荷载，还要承受来自海洋的波浪荷载、风荷载和船舶撞击等水平循环荷载的作用，水平循环荷载下桩基础的力学响应较为复杂，其与水平单调加载时桩基力学行为有明显差别。循环横向荷载作用下桩基础的力学响应也逐渐吸引了很多专家与学者的重点关注[1-3]。通过模型试验，Basack等[4]研究了荷载频率、循环次数和位移幅值等因素对桩基周围海相沉积黏土循环软化、弱化问题的影响，得出桩周软黏土软化、弱化程度随着加载频率的增加而增大，而随着循环次数增加反而减小的结论。通过有限元数值计算和大比尺模型试验，孙永鑫[5]对横向静力及循环加载情况下海上风机大直径桩的受力变形特性及桩土相互作用机制进行了探讨，为大直径海上风电桩基提供了一定的设计参考。对于承受循环荷载作用的桩体，国内外多数学者把桩体假设为线弹性模型，与实际桩基础受力差距较大，没有考虑桩身混凝土损伤和钢筋屈服的结构破坏形式，只是对桩周土体发生塑性失稳时桩基础的力学响应做了一定研究[6-9]。范庆来等[10]虽然考虑了桩身混凝土损伤和钢筋屈服对于静力荷载作用下海上单桩水平响应的影响，但是没有考虑循环荷载效应。文章通过对比考虑混凝土损伤和钢筋屈服的桩基模型与线弹性桩基模型，运用ABAQUS大型有限元分析软件，研究探讨单桩基础在水平循环荷载作用下的受力性状和变形规律。……