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考虑土体强度空间变异性的单桩水平承载力研究

韩吉伟 刘晓明 杨月红 黎冰 鲍安琪

韩吉伟,刘晓明,杨月红,等. 考虑土体强度空间变异性的单桩水平承载力研究[J]. 水利水运工程学报,2020(6):108-114 doi:  10.12170/20200424001
引用本文: 韩吉伟,刘晓明,杨月红,等. 考虑土体强度空间变异性的单桩水平承载力研究[J]. 水利水运工程学报,2020(6):108-114 doi:  10.12170/20200424001
(HAN Jiwei, LIU Xiaoming, YANG Yuehong, et al. Study on the horizontal bearing capacity of single pile foundation considering spatial variability of soil strength[J]. Hydro-Science and Engineering, 2020(6): 108-114. (in Chinese)) doi:  10.12170/20200424001
Citation: (HAN Jiwei, LIU Xiaoming, YANG Yuehong, et al. Study on the horizontal bearing capacity of single pile foundation considering spatial variability of soil strength[J]. Hydro-Science and Engineering, 2020(6): 108-114. (in Chinese)) doi:  10.12170/20200424001

考虑土体强度空间变异性的单桩水平承载力研究

doi: 10.12170/20200424001
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51578145);内蒙古电力(集团)有限责任公司2019年科技项目(2019097)
详细信息
    作者简介:

    韩吉伟(1989—),男,内蒙古赤峰人,工程师,硕士,主要从事电力岩土工程方面研究。E-mail:han_jiwei@yeah.net

  • 中图分类号: TU473

Study on the horizontal bearing capacity of single pile foundation considering spatial variability of soil strength

  • 摘要: 空间变异性是土体的固有天然属性,在确定桩基础承载力时理应考虑土的这一特性。应用已有的土体参数随机模拟方法,考虑不同的变异系数和相关距离,通过数值方法研究了土体强度的空间变异性对单桩水平承载力的影响。研究发现:确定性分析得到的单桩水平承载力明显大于考虑土体强度空间变异性后的单桩水平承载力均值,应用规范方法设计的单桩基础仍有失效的可能;相关距离对单桩水平承载力均值无明显影响,但承载力标准差随相关距离的增大而增大;随着变异系数的增大,单桩水平承载力均值随之减小,但承载力标准差随之增大。因土体强度空间变异性导致单桩承载力的不确定性,其分布规律可以用对数正态分布进行描述,据此规律可获得任一荷载下单桩基础的失效概率。
  • 图  1  模型示意

    Figure  1.  Model sketch

    图  2  网格划分与编号

    Figure  2.  Finite element meshing

    图  3  荷载-位移曲线对比

    Figure  3.  Comparison of different load-displacement curves

    图  4  样本容量对极限承载力均值和标准差的影响

    Figure  4.  Mean and standard deviation of horizontal bearing capacity with sample capacity

    图  5  随机场分析与确定性分析得到的单桩水平荷载-位移曲线

    Figure  5.  Load-displacement curves of single pile foundation of random field analysis and deterministic analysis

    图  6  单桩水平承载力累计分布曲线

    Figure  6.  Cumulative distribution curves of horizontal bearing capacity of pile

    图  7  水平承载力均值和标准差与变异系数的关系曲线

    Figure  7.  Mean and standard deviation of horizontal bearing capacity versus coefficient of variation

    表  1  工况设置

    Table  1.   Test programs

    编号相关距离/m变异系数编号相关距离/m变异系数
    水平竖向水平竖向
    HX8Y4Cov1 8 4 0.1 HX8Y8Cov4 8 8 0.4
    HX8Y4Cov3 8 4 0.3 HX8Y8Cov5 8 8 0.5
    HX8Y4Cov5 8 4 0.5 HX16Y8Cov1 16 8 0.1
    HX8Y8Cov1 8 8 0.1 HX16Y8Cov3 16 8 0.3
    HX8Y8Cov2 8 8 0.2 HX16Y8Cov5 16 8 0.5
    HX8Y8Cov3 8 8 0.3
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    表  2  不同条件下单桩的水平承载力

    Table  2.   Horizontal bearing capacity under different conditions

    变异系数单桩的水平承载力/kN随机场分析
    均值/kN
    随机场分析
    最小值/kN
    样本量4样本量9样本量25样本量49
    0.1617.1636.7646.5650.2646.1593.7
    0.2569.0613.5634.3641.5634.2540.1
    0.3511.5588.0621.5632.9614.7461.5
    0.4442.5560.2608.4623.8590.9405.7
    0.5364.2529.4594.4614.7564.8350.3
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-04-24
  • 网络出版日期:  2020-11-06
  • 刊出日期:  2020-12-25

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