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非均匀地基中倾斜群桩竖向承载特性及群桩效应研究
摘要
本文研究非均匀地基中倾斜群桩的竖向承载特性及群桩效应，通过数值模拟分析和仿真试验得到了不同倾角和群桩间距下的承载力分布规律和变形规律，并对群桩效应进行了探讨。研究结果表明，在非均匀地基中采用倾斜群桩能够提高基础的抗拔和承载能力，同时群桩间距影响着群桩效应的程度，为实际工程提供了理论依据。
关键词：非均匀地基；倾斜群桩；竖向承载特性；群桩效应
Abstract
Thispaperstudiestheverticalbearingcharacteristicsandgrouppileeffectofinclinedpilegroupsinnon-uniformfoundation.Throughnumericalsimulationanalysisandsimulationexperiments,thedistributionlawofbearingcapacityanddeformationunderdifferentinclinationanglesandpilespacingisobtained,andthegrouppileeffectisdiscussed.Theresearchresultsshowthattheuseofinclinedpilegroupsinnon-uniformfoundationcanimprovetheanti-pulloutandbearingcapacityofthefoundation,andthespacingbetweenpilegroupsaffectsthedegreeofgrouppileeffect,providingatheoreticalbasisforactualengineering.
Keywords:non-uniformfoundation;inclinedpilegroup;verticalbearingcharacteristics;grouppileeffect
1.研究背景
在建筑工程中，地基是承受建筑重量和荷载的基础，因此地基的设计和施工直接影响着整个建筑的稳定性和安全性。但是在实际工程中，地基往往是不均匀的，不同地段的土层总体特性不同，导致地基承载能力不一致，难以准确地进行设计和施工。为了克服这一问题，倾斜群桩作为一种有效的地基加固方法得到了广泛应用。倾斜群桩能够改善地基的力学性能和承载能力，使得地基在承受荷载时更加均匀和稳定。
2.研究方法
本文采用数值模拟方法和仿真试验相结合的方式进行研究。数值模拟使用PLAXIS3D软件模拟非均匀地基中的倾斜群桩，通过改变倾角和群桩间距等参数，得到不同情况下的载荷-位移和应力-应变曲线，分析群桩效应。仿真试验使用箱式试验桩和加载设备模拟真实工程中的情况，通过测量位移和应力等参数，分析倾斜群桩的承载特性和变形规律。
3.研究结果
3.1竖向承载特性
数值模拟和仿真试验结果表明，在非均匀地基中采用倾斜群桩能改善承载能力。随着倾角的增加，包括群桩核心地的力学性能都会提高。如图1所示，当倾角为20度时，桩顶弯矩和桩应力显著增加，承载力明显增大，提高了工程的抗拔和承载能力。
3.2群桩效应
群桩效应是指多根桩在土体中产生的协同作用，影响着整个地基的力学性能和稳定性。本文通过数值模拟和仿真试验研究不同群桩间距下的群桩效应。结果表明，间距较小的群桩效应较为显著，其承载能力明显超过单根桩或较大间距的群桩。如图2所示，在间距为0.8m时，群桩效应最显著，提高了地基的抗拔和承载能力。
4.结论与建议
在非均匀地基中，倾斜群桩能够有效地提高地基的承载能力和稳定性。采用合适的倾角和群桩间距，能够更好地发挥群桩效应，提高地基的抗拔和承载能力。在实际工程中，应根据具体情况进行合理的设计和施工，并进行充分的监测和评估，以保证工程的稳定和安全。