Phân tích tuyến tính cọc tiết diện chữ nhật chịu tải trọng đứng trong nền đất nhiều lớp

Bài viết này trình bày một phương pháp đơn giản mới để phân tích tuyến tính phản ứng của cọc đơn với mặt cắt ngang hình chữ nhật theo tải trọng thẳng đứng trong đất lớp. Các thuộc tính của mỗi lớp đất được giả định là không đổi, nhưng có thể khác nhau từ lớp đến lớp.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích tuyến tính cọc tiết diện chữ nhật chịu tải trọng đứng trong nền đất nhiều lớpPHÂN TÍCH TUYẾN TÍNH C C TIẾT DIỆN CH NHẬT CH U T I TR NG Đ NG TRONG NỀN ĐẤT NHIỀU ỚP NGUYỄN VĂN VIÊN* NGHIÊM MẠNH HIẾN** TRỊNH VIỆT CƢỜNG*** Linear analysis of rectangular pile under vertical load in layered soil Abstract: This paper presents a new simple method for analyzing linear response of single pile with rectangular cross section under vertical load in layered soils. The properties of each soil layer are assumed to be constant, but can vary from layer to layer. The method is based on energy principles and variational approach proposed by Vallabhan and Mustafa (1996) with explicit solution by using finite element method in pile displacement approximation. The solutions provide vertical displacement along the pile, vertical displacement of soil as a function of the radial distance at any depth, and equivalent stiffness of pile-soil system. Effectiveness of the proposed method is verified by comparing its results to analytical solutions and 3D finite element analyses. Keywords: Finite element method; Piles; Energy principle; vertical load. 1. GIỚI THIỆU * Mindlin đối với tải trọng tập trung trong nền Phân tích tuyến tính cọc đơn dưới tác dụng đàn hổi lý tưởng.của tải trọng đứng được sử dụng xác định độ Lời giải đối với chuyển vị của cọc trong nềncứng của hệ cọc-nền đất trong tương tác đất-nền Gibson (Gibson 1967) [6] trong đó mô đun đànmóng-kết cấu. Phân tích phi tuyến đồng thời hồi trượt biến đổi tuyến tính với độ sâu được đềcũng dựa trên phân tích tuyến tính. Đã có nhiều xuất bởi nhiều tác giả. Randolph vả Wrothtác giả nghiên cứu giải bài toán cọc chiu tải (1978) [20] đề xuất biểu thức hệ số nền theo lờitrọng đứng theo phương pháp giải tích và giải xấp xỉ được sử dụng rộng rãi trong thực tếphương pháp số. Đất nền được giả thiết là đồng tính toán hiện nay. Poulos (1979) [16] cũngnhất với các đặc trưng đàn hồi biến đổi tuyến trình bày một số lời giải áp dụng cho phân tíchtính theo độ sâu, hoặc nền nhiều lớp. nền đất ba lớp. Rajapakse (1990) [19] trình bày Poulos và Davis (1968, 1980) [17][18] phân lời giải cho bài toán đàn hồi dựa trên phươngtích chuyển vị của cọc đơn chịu tải trọng đứng pháp biến phân kết hợp với tích phân biên. Guotrong nền đất đàn hồi lý tưởng với phương trình và Randolph (1997) [8] dựa trên nghiên cứu củacủa Mindlin (1936) [10]. Butterfield và Randolph và Wroth (1978) [20] kể đến ảnhBanerjee (1971) [3] giải được chính xác bài toán hưởng của sự không đồng nhất đến mối quan hệcọc đơn chịu tải trọng đứng trong nền đàn hồi giữa hệ số nền và các đặc trưng đàn hồi của đấttuyến tính đẳng hướng dựa trên lời giải của nền. Guo (2000) [7] phát triển lời giải gần đúng của Guo vả Randolph (1997) [8] để kể đến điều* kiện mô đun đàn hồi trượt khác không ở mặt Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng, nền. Lời giải được biểu diễn theo hàm Bessel 81 Trần Cung, Cầu Giấy, Hà Nội Email: nguyenvienhau@gmail.com đối với bậc là số thực.** Khoa Xây dựng, trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Lee và công sự (1987) [14] trình bày lời giải*** Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng54 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1-2016gần đúng đối với cọc chịu tải trọng đứng trong độ cứng khác nhau. Seo và Prezzi (2006) [22],nền nhiều lớp. Lee (1991) [11] sử dụng phương Basu và cộng sự (2008) [2] và Seo và cộng sựpháp truyền tải trọng với hệ số nền đề xuất bởi (2009) [23] trình bày lời giải hiện đối vớiby Randolph và Wroth (1978) [20] khi phân tích phương trình vi phân và hằng số tích phân xáccọc đơn và nhóm cọc trong nền đất nhiều lớp. định được bằng cách sử dụng luật Cramer vàLee và Small (1991) [12] đề xuất lời giải tuyến các biểu thức tính lặp. Salgado và cộng sựtính đối với cọc đứng trong nền hữu hạn các lớp (2013) [21] sử dụng nguyên lý biến phân đểđất theo phương pháp phân lớp ...