多年冻土地基单桩冻拔效应的计算方法与分析

为研究多年冻土地基冻结过程中桩基础的冻拔效应,基于桩周土的冻胀变形及桩土之间的变形协调关系,结合剪切位移法构建了一种考虑桩土界面相对滑移效应的单桩冻拔荷载传递的理论模型.采用有限差分法,通过MATLAB编程对桩基受力微分方程求解,获得了冻拔力的发展规律,并采用现场试验与有限元数值模拟验证了模型的合理性.接着分析了冻胀率、桩土界面本构参数及桩长对桩基冻拔响应的影响.研究表明:冻结过程桩身轴力逐渐增大,冻深附近出现轴力峰值,部分桩土界面会产生滑移;冻至最大冻深2.3 m时桩身轴力达到最大值690.3 kN,滑移段长度约为0.65倍冻深;冻拔力随土体冻胀率的增大并非呈线性增大,主要受桩土界面峰值剪切强度与残余强度的影响;桩长越长,抗冻拔效果越好.