抗滑桩桩身内力计算(二):锚固段桩身内力计算

计算主要分为刚性桩内力计算和弹性桩内力计算。本文着重介绍刚性桩内力是如何计算的。

1、刚性桩内力计算

1.1滑动面处地基系数的确定

对于密实土层和岩层这类地基系数不随深度变化的弹性介质,由于其地基系数较滑体的大得多,因此,上部滑体的存在不会影响滑床的弹性性质,滑动面处地基系数仍为常数。

对于地基系数K=A+my的地层,A值的大小,则与应力释放、地层性质和附加荷载等因素有关。应力释放需视地质年代中地层的沉积、卸荷、剥蚀、夷平和各种营力作用来考虑,也就是考虑超压密作用。附加荷载主要是滑体自重及其上部建筑物。

图1.1 地基系数K=A+my的地层示意图

一般情况下,A及  值可用换算法求得:

式中,  —桩前、后滑体的厚度,m;

        —桩前、后滑体的换算高度,m; 

        —桩前、后滑动面处的地基系数,kg/m3;

        —滑动面上下部分的岩土容重,kg/m3;

2、桩身内力基本公式

在滑坡推力作用下,当桩埋入土层或软质岩层中时,将绕桩身某点转动;当桩埋入完整、坚硬岩石的表层时,将绕桩底转动。其桩身内力的计算,根据滑动面以下地层情况的不同而有区别。现就桩身埋入一种地层、滑动面以下为同一m值,桩底为自由端条件下的计算叙述如下。滑动面处岩、土的地基系数为A、,如图1.2。

图 1.2 地基系数K=A+my地层中的刚性桩图

    当  时:

    当  时:

 由自由支撑边界条件QB=0,MB=0可得:

式中, —分别为桩身任意截面的位移、侧应力、弯矩和剪力;

       —桩的旋转角,弧度;

     —滑动面至桩计算截面的距离;

      —滑动面至桩旋转中心的距离;  

      —滑动面以下桩的长度。

联立上面的方程组即可得到的求解方程:

上列公式适用于滑动面处的地基系数为:,为一常数;  或  时,也适用于m=0时(即K法)。

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