水平多向荷载作用下群桩工作性状研究

桩基础通常以群桩的形式存在。水平荷载下的桩-土相互作用是一个十分复杂的问题，对于群桩基础尤其如此。国内外对于水平荷载作用下的群桩研究与单桩相比相对较少，而且已有的研究及成果主要集中在单向（单调或周期）水平荷载下群桩基础的工作性状方面，荷载的方向往往沿着群桩水平布置的对称轴方向。但在实际工程中，群桩所受的水平荷载（如波浪荷载和地震荷载）极可能沿着非对称轴方向施加，而且具有多方向的特点。申请人已进行的研究表明，单桩在多向加载条件下的水平承载力要显著低于单向加载条件下的水平承载力。沿非对称轴方向加载对群桩的水平工作性状和水平承载力有何影响？多方向同时加载对群桩的水平承载力和桩身内力又会带来哪些影响？本项目将通过室内模型试验对这些问题进行研究，同时借助数值分析手段对不同加载路径下群桩的桩-土相互作用机理进行深入的分析。

在实际工程中，群桩所受的水平荷载（如波浪荷载和地震荷载）极可能沿着非对称轴方向施加，而且具有多方向的特点。为了研究不同加载路径对群桩水平承载力的影响，进行了沿对称轴方向和沿非对称轴方向水平单向荷载作用下的群桩模型试验，得到了加载方向对桩间距分别为3D，5D和7D的2X2群桩和桩间距为5D的3X3群桩的总承载力，荷载在各桩分配等的影响规律；还进行了十字和圆形加载路径下群桩响应的试验研究。通过三轴试验测定了试验用砂的力学特性参数后，建立了砂土中水平受荷群桩的有限元分析模型，分析结果揭示的加载方向对群桩承载力和群桩效应的影响规律与试验所得结果基本一致。