102 式汉理工大学学报 2014年5月 线性有限元模型来分析不等长桩基的内力，但模型未考虑桩侧士摩阻力对桩身轴力的影响，对此方面研究 较少。 以港珠澳大桥浅水区非通航孔桥基础为例开展分析，采用Mids有限元软件建立基于“m”法的有限元 模型，模型中采用多折线弹簧模拟桩侧土摩阻力对桩基的作用，多折线弹簧参数根据工程现场试桩试验获得 的桩侧土：-S曲线取用，符合桩基实际受力状态。 1工程概况 港珠澳大桥浅水区非通航孔桥采用85m连续组合梁，5~6孔一联，全长5440m。桥面总宽33.1m, 采用整墩分幅布置型式，两幅主梁中心距16.8m,桥梁中心线处梁缝宽0.5m,单幅桥面宽16.30m。主梁 采用“开口钢箱十混凝土桥面板”的组合结构，下部结构采用整体式布置，锅管复合桩基础，埋置式承台，承台 和身均采用预制安装施工。 承台平面尺寸为 cm×1140cm,厚450cm:桩径180cm,桩长5000cm (未考虑岩面起伏)，按嵌岩桩设计。基础布置如图1所示。 5 ② 550 ©6 550 550230 1560 图1基础结构布置图（单位cm 桥区范围内第四系覆盖层按成因时代及岩性特征划分为5大层，①层为主要全新统海积相淤泥，淤泥质 土，②，③层为晚更新统海河交互相黏性土夹砂层，①层为晚更新统河流冲积相黏性土夹砂，⑤层为花岗岩风 化残积土，第四系覆盖层厚17一42m。基岩为晚侏罗世燕山第三期花岗岩，岩面较平缓，基岩全强风化发 有，风化差异显著，全强风化基岩中常夹有中微风化残留体，中微风化岩面起伏大，局部地段基岩受构造挤压 影响，裂阻发有， 2有限元模型的建立 采用Midas空间有限元程序进行计算分析，桩基采用梁单元，单元长 度为1m:承台与桩基的连接采用刚性连接：桩侧土对桩基的水平作用采 用节占线性弹性古承模拟，桩削土摩阳力对排基的怒向作用采用节占彩 折线弹性支承模 ,桩端士对桩基的作用采用节点线性弹性支承模拟 空间有限元模型如图2所示。 3有限元模型参数选取 图2有限元模型示意图 1)岩土参数根据施工图阶段的地质详勘资料，选取具有代表性的地质钻孔资料进行计算分析，海床面 以下依次为10m厚淤泥，15m厚粉质黏土、3m厚粗砾砂、3m厚粉质黏土、7m厚全风化花岗岩、13m厚 强风化花岗岩，持力层为微风化花岗岩。各土层参数详见表1。 2)桩侧土水平弹性支承刚度根据现行的桥梁地基与基础设计规范，桩基按照弹性地基梁考虑，采用m 法来计算地基系数，其计算式为 C。=mX2 (1) 式中，m为土的地基系数随深度变化的比例系数，kN/m':为入土深度 C)1994-2020 China Academic Joumal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnkine线性有限元模型来分析不等长桩基的内力［８］，但模型未考虑桩侧土摩阻力对桩身轴力的影响，对此方面研究 较少。 以港珠澳大桥浅水区非通航孔桥基础为例开展分析，采用 Ｍｉｄａｓ有限元软件建立基于“ｍ”法的有限元 模型，模型中采用多折线弹簧模拟桩侧土摩阻力对桩基的作用，多折线弹簧参数根据工程现场试桩试验获得 的桩侧土τ－Ｓ 曲线取用，符合桩基实际受力状态。 １ 工程概况 港珠澳大桥浅水区非通航孔桥采用８５ｍ 连续组合梁，５～６孔一联，全长５４４０ｍ。桥面总宽３３．１ｍ， 采用整墩分幅布置型式，两幅主梁中心距１６．８ｍ，桥梁中心线处梁缝宽０．５ｍ，单幅桥面宽１６．３０ｍ。主梁 采用“开口钢箱＋混凝土桥面板”的组合结构，下部结构采用整体式布置，钢管复合桩基础，埋置式承台，承台 和墩身均采用预制安装施工。承台平面尺寸为１５６０ｃｍ×１１４０ｃｍ，厚４５０ｃｍ；桩径１８０ｃｍ，桩长５０００ｃｍ （未考虑岩面起伏），按嵌岩桩设计。基础布置如图１所示。 桥区范围内第四系覆盖层按成因时代及岩性特征划分为５大层，①层为主要全新统海积相淤泥、淤泥质 土，②、③层为晚更新统海河交互相黏性土夹砂层，④层为晚更新统河流冲积相黏性土夹砂，⑤层为花岗岩风 化残积土，第四系覆盖层厚１７～４２ｍ。基岩为晚侏罗世燕山第三期花岗岩，岩面较平缓，基岩全强风化发 育，风化差异显著，全强风化基岩中常夹有中微风化残留体，中微风化岩面起伏大，局部地段基岩受构造挤压 影响，裂隙发育。 ２ 有限元模型的建立 采用 Ｍｉｄａｓ空间有限元程序进行计算分析，桩基采用梁单元，单元长 度为１ｍ；承台与桩基的连接采用刚性连接；桩侧土对桩基的水平作用采 用节点线性弹性支承模拟，桩侧土摩阻力对桩基的竖向作用采用节点多 折线弹性支承模 拟，桩端土对桩基的作用采用节点线性弹性支承模拟。 空间有限元模型如图２所示。 ３ 有限元模型参数选取 １）岩土参数 根据施工图阶段的地质详勘资料，选取具有代表性的地质钻孔资料进行计算分析，海床面 以下依次为１０ｍ 厚淤泥、１５ｍ 厚粉质黏土、３ｍ 厚粗砾砂、３ｍ 厚粉质黏土、７ｍ 厚全风化花岗岩、１３ｍ 厚 强风化花岗岩，持力层为微风化花岗岩。各土层参数详见表１。 ２）桩侧土水平弹性支承刚度 根据现行的桥梁地基与基础设计规范，桩基按照弹性地基梁考虑，采用 ｍ 法来计算地基系数，其计算式为 Ｃｚ ＝ ｍ×ｚ （１） 式中，ｍ 为土的地基系数随深度变化的比例系数，ｋＮ／ｍ４；ｚ为入土深度。 ２０１ 武 汉 理 工 大 学 学 报 ２０１４年５月