复合加载条件下筒形单基础极限承载力分析

复合加载条件下筒形单基础极限承载力分析
胡颖1.2，吴吴1
(1,福州大学土木工程学院，福建福州350108；2.江苏城乡建设职业学院公用事业系，江苏常州213147)
[摘要]筒形基础广泛应用于海洋工程，由于海洋风力、波浪等共同作用，使得传统的地基承载力理论难以分析复杂荷载条件下筒形基础的极限承载力。借助ABAQUS有限元数值软件，基于等比例位移加载模式，对饱和软黏土地基上筒形基础在水平荷载H、弯矩荷载M复合加载条件下的极限承载力进行了分析。计算分析结果表明，简形基础在H-M荷载空间中的承载力包络面呈非对称性，水平荷载和弯矩荷载发生耦合作用，两者同向时承载力包络面增大，异向时承载力包络面减小，筒形基础埋深比的增大使得承载力包络面的非对称性越强；通过对荷载作用点的位置修正，有效减少水平荷载和弯矩荷载的耦合作用，使不同埋深比的筒形基础在H-M荷载空间中的承载力包络面对称分布，归一化后承载力包络面形状一致，采用曲线拟合得到承载力包络面的表达式，该公式可方便计算复杂荷载作用下筒形基础的承载力。

内容摘抄：

1数值计算分析模型
根据筒形基础结构和承受荷载的空间对称性，沿垂直于筒形基础轴线方向的平面取半个圆筒和半筒周围半圆柱形的地基土体作为有限元模型计算区域，有限元计算模型如图1所示。

2单向加载承载力研究
2.1最大水平承载力
对于有埋深基础，由于基础前侧土体的阻挡作用，基础在发生水平运动时总是伴随着旋转，在施加水平荷载时，若不对基础的旋转进行约束，所求得的水平承载力为极限水平承载力；若对基础的旋转进行约束，所求的水平承载力为最大水平承载力。求解不同埋深比下的最大水平承载力，为后面归一化处理做准备。

3H-M复合加载承载力包络面
由于海洋中巨大的风力、波浪作用，筒形基础承受水平荷载和弯矩荷载共同作用。因此，采用等比例位移加载法，研究筒形基础在H-M二维荷载空间中的承载力包络面。筒形基础在H-M荷载空间中的无量纲承载力包络面、归一化承载力包络面如图4所示。

4改进后H-M复合加载承载力包络面
当荷载作用点位置改变时，水平荷载将随之发生变化，通过对不同荷载作用点施加水平位移，以寻得最大水平荷载所对应的荷载作用点位置。水平承载力与最大水平承载力比值随荷载作用点高度与筒形基础直径比值的变化关系如图5所示。最大水平承载力时荷载作用点的取值范围随埋深比的变化关系如图6所示。

（略）

投稿会员：可爱莹