嵌岩桩水平承载力有限元分析：桩径、深度与弹性模量影响

"水平承载嵌岩桩的有限元分析 - 李琨，白晓红 - 太原理工大学建筑与土木工程学院，山西建筑工程（集团）总公司" 本文详细探讨了使用三维有限元方法来分析水平承载嵌岩桩的力学性能。嵌岩桩是指桩身穿过表层土壤，直接嵌入下面的坚硬岩层的大直径桩。这种桩型在地质条件允许的情况下，因其高承载力和稳定性，被广泛应用于高重建筑的基础设计中。 作者李琨和白晓红通过数值模拟研究了三个主要因素对嵌岩桩水平承载力的影响：桩径、嵌岩深度以及土体的弹性模量。他们发现，大直径的嵌岩桩在水平荷载下的破坏模式通常表现为渐进型，承载力的判断需基于桩的变形情况。桩径的增大能够显著提升桩的水平承载能力，然而这种提升存在一个极限，当桩径增加到一定程度后，效果将不再明显。 关于嵌岩深度，研究指出，存在一个最佳的嵌岩深度，大约是桩径的三倍，超过这个深度，嵌岩对提升水平承载力的效果将减弱。土体的弹性模量也是关键因素，弹性模量越大，桩顶在相同荷载下的水平位移越小，意味着承载力更高。然而，如果地基土层有分层，且上层土相对较软，会对嵌岩桩的水平承载产生负面影响。 本文的研究成果对于实际工程设计具有重要的指导意义，特别是在大直径嵌岩桩在承受水平荷载时的优化设计上。通过有限元分析，工程师可以更准确地预测桩的承载性能，从而做出更为科学和经济的设计决策。这项工作填补了嵌岩桩在水平荷载作用下研究的空白，为未来相关领域的研究提供了理论基础和技术参考。