摩阻力動力效應研究的論文

１.分析與討論

１.１樁側摩阻力隨時間的變化情況

爲動力作用下樁側摩阻力的分佈，可見，樁側負摩阻力沿深度先增大後減小，當達到一定深度後，樁側負摩阻力逐漸變爲０，並轉換成正摩阻力.在本算例中，負摩阻力主要出現在０.３５的樁長範圍內，該結果與徐兵和曹國福的部分試驗結果相同，另外，根據文獻的研究結果可知，中性點位置和岩土層參數有關；在正摩阻力階段，隨着深度的增加，樁側正摩阻力不斷增大.該趨勢與馬平等的試驗結果相同，驗證了本文數值計算結果的正確性.由於樁身沉降小於土體，產生樁周負摩阻力，而樁身壓縮變形和樁端沉降又使樁－土之間的相對位移發生變化，從而引起樁身中性點上移.正負摩阻力的消長使得樁－土間相互作用達到平衡，以至樁和土的'相對位移不再發生變化.由於地震動力荷載的作用，樁側摩阻力不斷髮生變化，將地震情況下的摩阻力分佈與無地震情況進行對比，可以看出二者存在一定的差別，但是並非無地震情況下的摩阻力最小，而是當地震時間爲６ｓ時，樁側的負摩阻力和正摩阻力爲最小值，分別爲－１２.７３ｋＰａ，１０１.０１ｋＰａ；當地震時間爲３ｓ時，樁側負摩阻力和正摩阻力均達到最大值，其中負摩阻力最大值爲－３１.０８ｋＰａ，正摩阻力最大值爲１３４.０１ｋＰａ；其他地震時間內的摩阻力位於３ｓ和６ｓ的摩阻力之間.另外，隨着地震的持續進行，樁體和土體均在動力作用情況下發生相應位移，而二者之間的相對位移的變化情況隨地震歷時的不同而不同，從而導致中性點位置發生往復變化，從圖中可以看出，地震歷時在６ｓ時，中性點位置與其他地震歷時的中性點位置差別較大.

１.２樁體軸力隨時間的變化情況

在中性點以上由於受到負摩阻力的影響，樁體軸力逐漸增大；樁體軸力最大值所在的位置與樁周負摩阻力爲０的位置，即中性點處.在中性點以下位置，由於樁體沉降大於土體沉降，因此，樁身受到正摩阻力的影響，軸力減小.在地震荷載作用下，樁體軸力出現反覆變化，當地震歷時３ｓ時，樁體受到的軸力最大，此時最大的軸力爲６６６５.７０ｋＮ；而當地震歷時６ｓ時，樁體受到的軸力最小，此時最大的軸力爲５５５２.４ｋＮ.

１.３樁周土沉降隨時間的變化情況

數值爲負值表示位移的方向向下，受到樁體摩阻力的作用，在樁體位置的土體由於作用於樁體的正摩阻力的反作用力，導致這些位置的沉降較大，如地震歷時３ｓ和６ｓ的情況；而由於負摩阻力的作用，導致在中性點以上的土體呈現被撐起的形狀，如地震歷時１０ｓ和２０ｓ的情況.由於地震荷載作用，土體沉降量發生明顯變化，但變化規律並不單調，這是由於地震波經歷過程中，對於土體的壓縮和拉伸作用交替進行，從而引起土體沉降量的減小和增大交替進行.對比無地震作用情況和有地震作用情況，可明顯看出，由於地震作用的存在，土體的位移明顯增大.另外，由於樁側摩阻力對於地表沉降產生一定影響，樁體對樁周土體產生向上的摩阻力，引起該部分地表土體沉降受到抑制.在樁側摩阻力、土體自重以及地震共同作用下，土體發生一定的沉降，最大的沉降量爲１０３.８ｃｍ，發生在地震歷時１５ｓ時.土體沉降隨地震歷時而不斷變化，在地震歷時０～１０ｓ範圍內，地表沉降迅速增大，而在地震歷時１０～１５ｓ時，地震沉降繼續增大，但增大的速度明顯減慢.當地震歷時持續到１５～２０ｓ時，地表沉降逐漸減小，當地震歷時爲２０ｓ時，地表沉降爲９１.４ｃｍ，仍遠大於無地震時的地表沉降２２.５ｃｍ.

２.結論

１）並非無地震情況下的摩阻力和軸力最小，而是當地震時間爲６ｓ時，樁側的摩阻力和軸力爲最小值；當地震時間爲３ｓ時，樁側摩阻力和軸力均達到最大值.

２）隨着地震的持續進行，樁體和土體均在動力作用情況下發生相應位移，而二者之間的相對位移的變化情況隨地震歷時的不同而不同，從而導致中性點位置發生往復變化.

３）由於地震荷載作用，土體的位移明顯增大.土體沉降隨地震歷時而不斷變化，在地震歷時０～１０ｓ範圍內，地表沉降迅速增大；在地震歷時１０～１５ｓ時，地震沉降繼續增大，但增大的速度明顯減慢；當地震歷時持續到１５～２０ｓ時，地表沉降逐漸減小.