土体侧移作用下桩基侧向土压力的群桩效应

李琳; 马荣; 李敬梅; 柳士明; 杨敏

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.20200918002

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

土体侧移作用下桩基侧向土压力的群桩效应

论文 | 更新时间：2025-09-25

- 土体侧移作用下桩基侧向土压力的群桩效应
- The Group Effect on the Lateral Earth Pressure of Piles Subjected to Lateral Soil Movement
- 防灾减灾工程学报 2022年42卷第3期页码：561-570
- 作者机构：
  
  1.天津城建大学土木工程学院，天津 300384
  2.天津市软土特性与工程环境重点实验室，天津 300384
  3.中国铁路设计集团有限公司，天津 300308
  4.同济大学地下建筑与工程系，上海 200092
- 作者简介：
  
  李琳（1971—），男，副教授，硕导，博士。主要从事基础工程和岩土数值模拟方面的教学和研究工作。E-mail: lilintjuci@126.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目(41172233);天津市自然科学基金项目(16JCQNJC07700);天津市自然科学基金项目(13JCZDJC35500)
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20200918002
  中图分类号： TU473.1
- 收稿：2020-09-18，
  
  修回：2021-02-22，
  
  纸质出版：2022-06-28
- 稿件说明：
移动端阅览
李琳,马荣,李敬梅等.土体侧移作用下桩基侧向土压力的群桩效应[J].防灾减灾工程学报,2022,42(03):561-570.

LI Lin,MA Rong,LI Jingmei,et al.The Group Effect on the Lateral Earth Pressure of Piles Subjected to Lateral Soil Movement[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(03):561-570.
李琳,马荣,李敬梅等.土体侧移作用下桩基侧向土压力的群桩效应[J].防灾减灾工程学报,2022,42(03):561-570. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20200918002.

LI Lin,MA Rong,LI Jingmei,et al.The Group Effect on the Lateral Earth Pressure of Piles Subjected to Lateral Soil Movement[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(03):561-570. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20200918002.

摘要

当前工程建设中受土体侧移作用影响的桩基问题越来越突出，桩侧土压力是桩‑土相互作用研究中的重要问题，并且受群桩效应影响很大，运用岩土数值计算程序FLAC

，针对粘土饱和不排水情况进行了平面应变数值模拟研究，土体采用摩尔‑库伦理想弹塑性本构关系，桩基采用线弹性本构关系，桩‑土之间建立接触面。研究结果表明，桩周粘结力对桩侧极限土压力有明显影响，达到桩侧极限土压力所需要的桩土相对位移随

u的增大而减小。单排桩时，随着桩间距增大桩土荷载分担比降低，桩侧极限土压力值增大，达到极限土压力时所需要的桩土相对位移增大。双排桩时，当桩间距大约为2

时加筋和遮拦效应影响范围比较小，然后随桩间距增大加筋和遮拦效应影响范围增大，而排间距的增大会使遮拦和加筋作用降低，当排间距大于6

后遮拦和加筋效应基本消失，桩间距和排间距的增大都使达到桩侧极限土压力所需要的桩土相对位移量增大，并将计算结果与先前学者试验结果进行了对比与分析，具有较好的一致性并有所发展。

Abstract

At present， the problems of piles subjected to the lateral soil movement become more and more serious in engineering construction. In this aspect， the lateral earth pressure acting on the pile shafts is an important problem for piles-soil interaction studies and is greatly affected by the pile group effect. The plane-strain numerical simulation is carried out for the lateral earth pressure of the passive pile group under undrained conditions in soft clay using the explicit finite difference program FLAC

. The Mohr-Columb elastic-plastic constitutive model was employed to model the non-linear stress-strain soil behaviour. Piles were assumed to have linear elastic behaviour， and the interface model incorporated in FLAC

code was used to simulate the pile-soil contact. The results given by the numerical analysis indicate that the adhesions between the pile and soil had an obvious influence on the lateral limiting soil pressure. The magnitude of relative displacement to mobilize the limiting soil pressure decreased with the E/

u increasing. With the pile spacing increasing for one row piles， the bearing ratio of piles decreased， and the lateral limiting pressure and the magnitude of relative displacement to reach the lateral limiting pressure all increased. For two row piles， when the pile spacing in a row lied in about 2D， the shadowing effects and reinforcing effect were obvious. With the pile spacing increasing in a row， the shadowing effects and reinforcing effect became obvious in larger row spacing. With the increase of row spacing， the shadowing effects and reinforcing effects decreased. The shadowing effects and reinforcing effect in the two pile rows disappeared when the rows spacing increased to 6~8D. In addition， the increase of the pile spacing and row spacing make the magnitude of relative displacement mobilize the limiting earth pressure increase. The results of the numerical investigation were in reasonable agreement with the experiment result and other published solutions and developed here.

关键词

Keywords

references

Randolph M. F. ， Houlsby G T . The limiting pressure on a circular pile loaded laterally in cohesive soil ［J］. Géotechniquè ， 1984 ， 34 （ 4 ）： 613 - 623 .

Martin C M ， Randolph M F . Upper-bound analysis of lateral pile capacity in cohesive soil ［J］. Géotechnique ， 2006 ， 56 （ 2 ）： 141 - 145 .

Murff J D ， Hamilton J M . P-ultimate for undrained analysis of laterally loaded piles ［J］. Journal of Geotechnical Engineering ， 1993 ， 119 （ 1 ）： 91 - 107 .

Bransby M F . Difference between load-transfer relationships for lateral loaded pile groups： Active P-y or Passive P-δ ［J］. Journal of Géotechnical Engineering ， 1996 ， 122 （ 12 ）： 1015 - 1018 .

Bransby M F ， Springman S . Selection of load transfer functions for passive lateral loading of pile groups . Computers and Géotechnics ， 1999 ， 24 ： 155 - 184 .

Georgiadis K ， Sloan S W ， Lyamin A . V. Undrained limiting lateral soil pressure on a row of piles ［J］. Computers and Geotechnics ， 2013 ， 54 ： 175 - 184 .

Georgiadis K ， Sloan S W ， Lyamin A V . Undrained lateral pressure of two side-by-side piles in clay ［J］. Géotechnique ， 2013 ， 63 （ 9 ）： 733 – 745 ， http：//dx. doi.org/ 10.1680/geot. 12. P. 030 http://dx.doi.org/10.1680/geot.12.P.030

Pan J L ， Goh A T C ， Wong K S ， et al . Three- dimension analysis of single piles response to lateral soil movements ［J］. Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics ， 2002 ， 26 ： 747 - 758 .

Miao L F ， Goh A T C ， Wong K S . Three- dimensional finite element analyses of passive pile behaviour ［J］. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics ， 2006 ， 30 ： 599 - 613 .

Georgiadis K . Variation of limiting lateral soil pressure with depth for pile rows in clay ［J］. Computers and Geotechnics ， 2014 ， 62 ： 164 - 174 .

Zhang L Y ， Ahmari S . Nonlinear analysis of lateral loaded rigid piles in cohesive soil ［J］. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics ， 2011 ， DOI： 10.1002/nag.1094 http://dx.doi.org/10.1002/nag.1094 .

Pan D ， Smethurst J A ， Powerie W . Limiting pressure on a lateral loaded pile in a frictional soil ［J］. Géotechnique Letters ， 2012 ， 2 ： 55 - 60 . http：//dx.doi.org/ 10. 1680/geolett.12.00007 http://dx.doi.org/10.1680/geolett.12.00007 .

Zhang L Y . Nonlinear analysis of lateral loaded rigid piles in cohesionless soil ［J］. Computers and Geotechnics ， 2009 ， 36 ： 718 - 724 .

Pan J L ， Goh A T C ， Wong K S ， et al . Model tests on single piles in soft clay ［J］. Canadian Geotechnical Journal ， 2000 ， 37 ： 890 - 897 .

Pan J L ， Goh A T C ， Wong K S ， et al . Ultimate Soil Pressures for Piles Subjected to Lateral Soil Movements ［J］. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering ， 2002 ； 128 （ 6 ）： 530 - 535 .

Hai Lin ， Lusu Ni ， Muhannad T ， et al . Interaction between laterally loaded pile and surrounding soil ［J］. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering ， 2015 ， 141 （ 04014119 ）： 1 - 11 .

Chen C Y ， Martin G R . Soil-structure interaction for landslide stabilizing piles ［J］. Computers and Geotechnics ， 2002 ， 29 ： 363 - 386 .

张建勋，陈福全，简洪钰 . 被动桩中土拱效应问题的数值分析［J］. 岩土力学， 2004 ， 25 （ 2 ）： 174 - 178 .

Zhang J X ， Chen F Q ， Jian H Y . Numerical analysis of soil arching effects in passive piles ［J］. Rock and Soil Mechanics ， 2004 ， 25 （ 2 ）： 174 - 178 . （in Chinese）

Padro G S ， Saez E . Experimental and numerical study of arching soil effect in coarse sand . Computers and Geotechnics . 2014 ， 57 ： 75 - 84 .

Chen L T ， Poulos H G . Analysis of pile-soil interaction under lateral loading using infinite and finite elements . Computers and Geotechnics . 1993 ， 15 ： 189 - 220 .

李琳，程青雷，逯建栋，等 . 被动双桩侧向土压力群桩效应的三维数值研究［J］. 防灾减灾工程学报， 2016 ， 36 （ 4 ）： 512 - 519 .

Li L ， Chen Q L ， Lu J D ， et al . Three-dimensional numerical studies on the group effect of the lateral soil pressure along the pile shafts for coupled passive piles ［J］. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering ， 2016 ， 36 （ 4 ）： 512 - 519 . （in Chinese）

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于修正惯用法的埋深对圆形隧道地震反应影响