摩阻力動力效應(yīng)研究的論文
１.分析與討論
１.１樁側(cè)摩阻力隨時(shí)間的變化情況
為動力作用下樁側(cè)摩阻力的分布，可見，樁側(cè)負(fù)摩阻力沿深度先增大后減小，當(dāng)達(dá)到一定深度后，樁側(cè)負(fù)摩阻力逐漸變?yōu)椋埃⑥D(zhuǎn)換成正摩阻力.在本算例中，負(fù)摩阻力主要出現(xiàn)在０.３５的樁長范圍內(nèi)，該結(jié)果與徐兵和曹國福的部分試驗(yàn)結(jié)果相同，另外，根據(jù)文獻(xiàn)的研究結(jié)果可知，中性點(diǎn)位置和巖土層參數(shù)有關(guān)；在正摩阻力階段，隨著深度的增加，樁側(cè)正摩阻力不斷增大.該趨勢與馬平等的試驗(yàn)結(jié)果相同，驗(yàn)證了本文數(shù)值計(jì)算結(jié)果的正確性.由于樁身沉降小于土體，產(chǎn)生樁周負(fù)摩阻力，而樁身壓縮變形和樁端沉降又使樁－土之間的相對位移發(fā)生變化，從而引起樁身中性點(diǎn)上移.正負(fù)摩阻力的消長使得樁－土間相互作用達(dá)到平衡，以至樁和土的'相對位移不再發(fā)生變化.由于地震動力荷載的作用，樁側(cè)摩阻力不斷發(fā)生變化，將地震情況下的摩阻力分布與無地震情況進(jìn)行對比，可以看出二者存在一定的差別，但是并非無地震情況下的摩阻力最小，而是當(dāng)?shù)卣饡r(shí)間為６ｓ時(shí)，樁側(cè)的負(fù)摩阻力和正摩阻力為最小值，分別為－１２.７３ｋＰａ，１０１.０１ｋＰａ；當(dāng)?shù)卣饡r(shí)間為３ｓ時(shí)，樁側(cè)負(fù)摩阻力和正摩阻力均達(dá)到最大值，其中負(fù)摩阻力最大值為－３１.０８ｋＰａ，正摩阻力最大值為１３４.０１ｋＰａ；其他地震時(shí)間內(nèi)的摩阻力位于３ｓ和６ｓ的摩阻力之間.另外，隨著地震的持續(xù)進(jìn)行，樁體和土體均在動力作用情況下發(fā)生相應(yīng)位移，而二者之間的相對位移的變化情況隨地震歷時(shí)的不同而不同，從而導(dǎo)致中性點(diǎn)位置發(fā)生往復(fù)變化，從圖中可以看出，地震歷時(shí)在６ｓ時(shí)，中性點(diǎn)位置與其他地震歷時(shí)的中性點(diǎn)位置差別較大.
１.２樁體軸力隨時(shí)間的變化情況
在中性點(diǎn)以上由于受到負(fù)摩阻力的影響，樁體軸力逐漸增大；樁體軸力最大值所在的位置與樁周負(fù)摩阻力為０的位置，即中性點(diǎn)處.在中性點(diǎn)以下位置，由于樁體沉降大于土體沉降，因此，樁身受到正摩阻力的影響，軸力減小.在地震荷載作用下，樁體軸力出現(xiàn)反復(fù)變化，當(dāng)?shù)卣饸v時(shí)３ｓ時(shí)，樁體受到的軸力最大，此時(shí)最大的軸力為６６６５.７０ｋＮ；而當(dāng)?shù)卣饸v時(shí)６ｓ時(shí)，樁體受到的軸力最小，此時(shí)最大的軸力為５５５２.４ｋＮ.
１.３樁周土沉降隨時(shí)間的變化情況
數(shù)值為負(fù)值表示位移的方向向下，受到樁體摩阻力的作用，在樁體位置的土體由于作用于樁體的正摩阻力的反作用力，導(dǎo)致這些位置的沉降較大，如地震歷時(shí)３ｓ和６ｓ的情況；而由于負(fù)摩阻力的作用，導(dǎo)致在中性點(diǎn)以上的土體呈現(xiàn)被撐起的形狀，如地震歷時(shí)１０ｓ和２０ｓ的情況.由于地震荷載作用，土體沉降量發(fā)生明顯變化，但變化規(guī)律并不單調(diào)，這是由于地震波經(jīng)歷過程中，對于土體的壓縮和拉伸作用交替進(jìn)行，從而引起土體沉降量的減小和增大交替進(jìn)行.對比無地震作用情況和有地震作用情況，可明顯看出，由于地震作用的存在，土體的位移明顯增大.另外，由于樁側(cè)摩阻力對于地表沉降產(chǎn)生一定影響，樁體對樁周土體產(chǎn)生向上的摩阻力，引起該部分地表土體沉降受到抑制.在樁側(cè)摩阻力、土體自重以及地震共同作用下，土體發(fā)生一定的沉降，最大的沉降量為１０３.８ｃｍ，發(fā)生在地震歷時(shí)１５ｓ時(shí).土體沉降隨地震歷時(shí)而不斷變化，在地震歷時(shí)０～１０ｓ范圍內(nèi)，地表沉降迅速增大，而在地震歷時(shí)１０～１５ｓ時(shí)，地震沉降繼續(xù)增大，但增大的速度明顯減慢.當(dāng)?shù)卣饸v時(shí)持續(xù)到１５～２０ｓ時(shí)，地表沉降逐漸減小，當(dāng)?shù)卣饸v時(shí)為２０ｓ時(shí)，地表沉降為９１.４ｃｍ，仍遠(yuǎn)大于無地震時(shí)的地表沉降２２.５ｃｍ.
２.結(jié)論
１）并非無地震情況下的摩阻力和軸力最小，而是當(dāng)?shù)卣饡r(shí)間為６ｓ時(shí)，樁側(cè)的摩阻力和軸力為最小值；當(dāng)?shù)卣饡r(shí)間為３ｓ時(shí)，樁側(cè)摩阻力和軸力均達(dá)到最大值.
２）隨著地震的持續(xù)進(jìn)行，樁體和土體均在動力作用情況下發(fā)生相應(yīng)位移，而二者之間的相對位移的變化情況隨地震歷時(shí)的不同而不同，從而導(dǎo)致中性點(diǎn)位置發(fā)生往復(fù)變化.
３）由于地震荷載作用，土體的位移明顯增大.土體沉降隨地震歷時(shí)而不斷變化，在地震歷時(shí)０～１０ｓ范圍內(nèi)，地表沉降迅速增大；在地震歷時(shí)１０～１５ｓ時(shí)，地震沉降繼續(xù)增大，但增大的速度明顯減慢；當(dāng)?shù)卣饸v時(shí)持續(xù)到１５～２０ｓ時(shí)，地表沉降逐漸減小.
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