摘要：组合荷载作用下部分埋入桩基础的承载性状有非常重要的理论价值和现实意义。目前人们在水平受荷桩的计算理论方面已有一些研究成果，但对组合受荷桩承载性状的研究却很少。工程中计算组合荷载作用下部分埋入单桩承载性状时，常用的方法是分别考虑竖向和水平向荷载作用下单桩的变形特性，然后依据小变形原理将竖向和水平向荷载产生的内力相叠加，忽略了荷载间的相互作用对桩基础承载性状的影响。显然此种计算方法不能真实反应组合荷载作用下桩的受力情况。
关键词：组合效应，桩基础，荷载作用顺序，部分埋入
1.引言
近海以及海上工程的桩基础不仅要承受上部结构自重，往往还需要承受风、水流、波浪、地震等荷载作用。所以研究组合荷载作用下单桩承载性状很有必要。组合荷载中竖向和水平向荷载对桩基础的作用通常是有先后顺序的，不同加载顺序对桩基础承载性状有不同的影响[1]。例如，码头竣工后桩基础往往是先承担由结构自重引起的竖向荷载，还要承担风、地震等水平荷载作用。而码头施工期间桩基础通常是先承受边坡土体引起的水平荷载后承受上部结构自重引起的竖向荷载，显然这两种情况下竖向荷载和水平荷载作用的顺序是不同的。所以研究组合荷载作用时应考虑荷载作用顺序。
2. 研究现状
在桩基承载力计算方面，竖向与水平向荷载间究竟存在一个怎样的相互影响关系，是目前工程领域急需解决的一个问题。虽说学者们对组合荷载作用下桩基础的受力特点已有一些研究[2][3]，但仍有很多不足之处。
一些学者在研究组合荷载作用下桩基的承载性状时，假设桩基完全埋入泥面一下，然而近海及海上工程中，桩基往往部分埋置，其裸露地面以上桩段常常需要承受风、浪、流等水平荷载、环向静水压力以及竖向荷载的组合作用，基于完全埋置的桩基理论不能适应于计算部分埋入桩基的承载特性。
工程中计算组合荷载作用下部分埋入单桩承载性状时，常用的方法是分别考虑竖向和水平向荷载作用下单桩的变形特性，然后依据小变形原理将竖向和水平向荷载产生的内力相叠加，不考虑竖向荷载与水平荷载间的相互作用对桩基础承载性状的影响。显然此种计算方法不能真实反应组合荷载作用下桩的受力情况
3. 研究思路
学者们对竖向荷载、不同加载顺序对单桩承载性状的影响方面研究很少。由于组合荷载作用下单桩工作性状和桩土相互作用机理尚未有一个统一的认识，特别是在不同加载顺序下单桩承载性状方面更是缺乏认识[4]，使得桩基在组合荷载作用下产生的危害给人类带来了严重的生命、财产损失。因此分析组合荷载作用下单桩的变形性状，探索不同加载顺序对于单桩承载特性的影响，具有重要的学科意义和工程应用价值。
在研究组合荷载作用下单桩承载性状时，应考虑荷载作用顺序，竖向、水平向荷载间的相互影响，及各自的大小，这些都对组合受荷单桩承载性状有一定的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以在研究时应将这些影响因素考虑在内，才能得到真实的桩身变形情况。
4.研究方法
本文为了更好的给出组合受荷单桩的桩土相互作用，本文采用ABAQUS软件进行模拟。ABAQUS软件不仅能解决简单的线性问题，还能分析较为复杂的非线性问题。 ABAQUS软件因其出色的分析和模拟复杂系统的能力，使之被广泛的应用于各个领域；该软件具有分析高度非线性问题的能力，而岩土工程中存在很多高度非线性问题有待解决，故ABAQUS可以有效分析岩土工程问题[5][6]。
采用ABAQUS进行模拟，首先考虑荷载作用顺序对部分埋入单桩承载性状的影响。将先施加水平荷载后施加竖向荷载的模拟结果与先施加竖向荷载后施加水平荷载的计算结果进行比较，得出荷载作用顺序对单桩承载性状的影响。并将组合荷载作用下的单桩承载性状与仅有水平荷载作用下的进行比较，得出竖向荷载对单桩承载性状的影响。
5.结论
主要对组合荷载作用下的单桩承载性状做以下两个方面的研究：不同加载顺序对桩基础承载性状的影响；不同加载顺序下竖向荷载对水平受荷桩的影响。本章基于ABAQUS分析组合荷载作用下部分埋入单桩的承载性状，并设置了不同工况分析竖向力、荷载作用顺序对单桩承载性状的影响。
由ABAQUS模拟结果可知，不同荷载作用顺序对基桩的有不同的影响。先施加竖向荷载后施加水平荷载的加载方式下桩顶位移较小，先施加水平荷载后施加竖向荷载的加载方式下产生的桩顶位移较大，先施加竖向荷载后施加水平荷载的加载方式对于桩基础而言是偏于安全的，这与郑刚,赵春风等人的结论是一致的。
6.参考文献
[1]赵春风, 王卫中, 赵程,等. 组合荷载下单桩承载特性现场试验[J]. 中国公路学报, 2013, 26(6):59-64.
[2]Meyerhof, G G; Sastry, V V R N.Bearing capacity of rigid piles under eccentric and inclined loads[J]. Canadian Geotechnical Journal,1985, P267–276.
[3]武科, 栾茂田, 范庆来,等. 倾斜荷载作用下桶形基础承载力特性研究[J]. 岩土力学,2009, 30(4):1095-1101.
[4]陈正, 苏润建. 不同加载顺序对微型桩承载特性的影响[J]. 建筑科学, 2011, 27(3):45-48.
[5]朱以文. ABAQUS与岩土工程分析[M]. 中国图书出版社, 2005.
[6]王金昌. ABAQUS在土木工程中的应用[M]. 浙江大学出版社, 2006.
论文作者:杨栓,丁温丽
论文发表刊物:《基层建设》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/20
标签：荷载论文; 组合论文; 性状论文; 作用论文; 水平论文; 顺序论文; 桩基论文; 《基层建设》2017年第8期论文;