考虑时变效应的堆载引发邻近单桩水平变形分析

闵鹏，申玉生，林作忠，董俊，雷龙

(1.西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室，四川成都，610031；2.中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉，430063)

随着城镇化进程的发展，城市建设用地日益紧张。桩基被广泛应用于高层建筑、桥梁墩台、港口码头等基础工程中。近年来，由邻近地面堆载引发的工程事故屡见不鲜[1−3]。地面堆载将改变地层原有的应力状态，导致既有桩基挠曲变形，进而引发一系列不利影响。因此，准确地预测地面堆载对邻近既有桩基产生的变形具有重要的现实意义。目前，各国学者对此类似问题进行了广泛研究，主要包括理论解析、数值模拟、现场监测和模型试验等。

与数值模拟、现场监测和模型试验相比，理论解析作为一种低成本而高效率的分析方法，适用于指导工程的初步设计。在目前的理论研究中，通常采用两阶段法来分析地面堆载对桩基的影响[4−6]。基于两阶段法，许多研究者从地基弹性入手，将桩基简化为搁置在Winkler弹性地基上的连续梁[7−9]。Winkler模型将地基看作由若干互不影响的独立弹簧组成，地基表面任一点处反力仅与该点弹簧的变形量成正比，该模型简化了地基复杂的力学现象，但忽略了弹簧间的剪切作用和地基的连续性，不能很好地反映土体的力学特性。为了克服这一缺陷，梁发云等[10−11]采用Pasternak 双参数地基模型来模拟桩−土间的相互作用，将桩基简化为Euler-Bernoulli 梁，建立了桩身的挠曲控制微分方程。Pasternak 双参数地基模型在Winkler 模型的基础上假定地基弹簧之间存在剪切效应，在各弹簧顶部增加一层剪切层，从理论上改进了Winkler 地基不连续的缺陷。……