土体流动对自升式平台桩靴极限承载力的影响

摘要

现有自升式平台强度设计中地基承载力采用静态设计法，将地基作为一种不变的边界条件，将桩土作用简化为泥面下简支约束，从而忽略了地基土的非线性及低强度特性。桩土贯入过程属于动态高度非线性、大变形问题，土体流动特性对桩端承载影响很大。建立桩土有限元模型，采用任意拉格朗日-欧拉法（ALE）模拟桩土贯入，利用罚函数法求解桩土面一面动力接触效应。分析结果表明：桩靴上部空腔破坏，土体回流冲击桩靴上端面，并在桩靴上下端面形成速度逆差，造成桩靴下部形成瞬态吸力，使桩端承载骤增。因此采用静态设计法得到地基承载能力低于实际贯桩桩端承载，由此提出了这样的问题：按照现行规范进行地基承载能力设计，会导致地基承载能力不足。