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余立新等：基坑门式双排直仰桩受力特性数值分析 123 1)OI：10．13905／j．cnki．dwj,~．2015．11．042 基坑 门式双排直仰桩受力特性数值分析 余立新， 王新国 (安徽理工大学土木建筑学院， 安徽 淮南 232001) 【摘 要】 为优化基坑工程中的双排桩支护形式，改善桩的受力特性，对深基坑门式双排直仰桩进行了二维 数值模拟计算与分析，研究了基坑门式双排直仰桩的变形与受力特性，并将所得结果与传统的直立桩受力特性进 行了对比分析。研究结果表明：直仰桩的桩顶水平位移较传统直立支护桩有所减小，支护桩抗倾覆能力得到了提 高；桩身侧移曲线平缓，侧移最大值较小，较直桩支护形式减小了应力集中发生的可能性；桩身弯矩值分布均较 小，且正、负弯矩峰值差值 比直立桩小，更充分利用了桩体的材料强度 ，具有显著的工程应用价值和经济效益。 【关键词】 基坑；门式直仰支护桩；受力特性；数值模拟 【中图分类号】TU473．11 【文献标识码】B 【文章编号】 1001—6864(2015)I1—0123—40 悬臂式支护桩作为基坑工程 中的一种深层抗滑 表 1 土层及支护结构物理力学参数 支挡结构 ，具有计算简单、施工方便 、节约施工费用和 节约用地空间等优点[13，但有时不能达到支护要求， 可以选用双排桩。其中门式双排桩支护结构具有无需 内支撑 、可围护深度较单排悬臂桩大的优点。许多研 究人员通过室内试验、理论推导以及数值模拟等方法 开展了一些研究，如邹宗煊 提出了呈明显后仰倾斜 的围护桩结构；史海莹 利用ABAQUS数值模拟得出 排距、桩长、系梁高度、桩间土体模量对桩顶侧移的影 EL，。r， L 响；徐源等 通过模型试验研究了前排桩倾斜的双排 桩在水平荷载下的工作机理及受力性状；张洪彬等 通过改变接触面单元的初始法 向刚度及初始切向刚 (a)土体网格示意图 (b)直仰桩布置示意图 度 ，得出了其变化对双排桩支护结构水平位移、桩顶垂 图1直仰桩计算模型 竺一 一一 直位移及周 围土体沉降及坑底 隆起量的影响；李立 军 重点分析了前后桩排距 的变化对结构体系内力 (2) 土体采用 Morh-Coulomb弹塑性模型。屈服 及变形的影响。但对于门式双排倾斜支护桩的受力特 面函数为： 性还研究不够 ，本文结合基坑实例 ，运用 ABAQUS有 F=R 。q—ptanq~一C：0 (1) 限元软件建立双排直斜支护桩的二维数值模拟，并将 式中，P和 q分别为平面应力和广义偏差应力；c 其与传统的双排直桩支护结构的受力特性进行对 比 与 p‘分别为粘聚力和内摩擦角。其中： 分析 ，得出了一些有意义的结论。 R 。= 1 1 数值模拟的建立 3cos~osin(0一手J)+÷Jc。s(@+予J)tan 1．1计算模型 (2) 计算模型根据某工程简化而来，基坑挖深为 10m， 式中，0为极偏角。 土体重度为 18．53kN／m ，支护结构为双排钻孑L灌注 (3) 不考虑