上拔-水平荷载作用下组合式螺旋锚复合地基静力特性分析

叶永明; 韩炎飞; 高明德; 阎石; 刘明伟; 李卓; 孙墨林

doi:10.3724/j.gyjzG24083102

上拔-水平荷载作用下组合式螺旋锚复合地基静力特性分析

doi: 10.3724/j.gyjzG24083102

1. 辽宁电力勘测设计院有限公司, 沈阳 110179;
2. 沈阳建筑大学土木工程学院, 沈阳 110168

基金项目:

国家重点研发计划（2018YFC0705602）；国网辽宁省电力有限公司科技项目（SGLNJY00SJJS2310024）。

详细信息

作者简介:
叶永明,硕士,正高级工程师,yzdark@126.com。

通讯作者:
韩炎飞,硕士研究生,主要从事防灾减灾工程研究,han@stu.sjzu.edu.cn。

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出版历程
- 收稿日期: 2024-08-31
- 网络出版日期: 2026-06-06
- 刊出日期: 2026-04-20

Static Mechanical Characteristics Analysis of Combined Helical Pile Composite Foundation Under Uplift and Horizontal Loading

1. Liaoning Electric Power Survey Design Institute Co., Ltd., Shenyang 110179, China;
2. School of Civil Engineering, Shenyang Jianzhu University, Shenyang 110168, China

摘要

摘要: 为了研究组合式螺旋锚复合地基在上拔-水平组合荷载和单向水平荷载作用下的静力特性的差别，利用耦合欧拉-拉格朗日（Coupled Euler-Lagrange，CEL）方法进行了有限元分析。通过将有限元分析结果与试验结果的对比分析，验证有限元模型的准确性和合理性。基于该模型分析了多组上拔-水平组合荷载作用下，组合式螺旋锚复合地基的极限承载力、初始刚度、应力分布和破坏模式等静力特性。结果表明：当上拔位移分别为0.2，0.4，0.6，0.8，1.0的上拔控制位移时，水平极限承载力分别下降了6.5 %，11.3 %，13.4 %，17.3 %，22 %，相应的初始刚度相差不超过4.5 %，说明利用极限侧移（例如40 mm）控制极限承载力的方法具有足够大的安全储备；土体的塑性应变首先出现在底锚边缘，再出现在中间锚盘边缘，最后向上逐渐扩展到上下贯通。
- 组合式螺旋锚复合地基 /
- 组合荷载 /
- 耦合欧拉-拉格朗日（CEL）法 /
- 静力特性
Abstract: The purpose of this study is to investigate the difference of static mechanical characteristics of combined helical pile （CHP） composite foundation under uplift-horizontal combined loading and unidirectional horizontal loading. The coupled Euler-Lagrange （CEL） method was used for finite element （FE） analysis. The accuracy and rationality of the FE model were verified by comparing the FE analysis results with the test results. This validated model was used to analyze the static mechanical characteristics， such as ultimate bearing capacities， initial stiffnesses， stress distributions and failure modes of the CHP composite foundation under the combined uplift-horizontal loading. When the uplift displacement was 0.2， 0.4， 0.6， 0.8， and 1.0 times the uplift control displacement， the horizontal ultimate bearing capacity decreased by 6.5 %， 11.3 %， 13.4 %， 17.3 %， and 22%， respectively， and the initial stiffness varied by no more than 4.5 %， showing that the method for controlling the ultimate bearing capacity using the limit lateral shift （e.g.， 40 mm） had a large enough safety margin. The plastic strain of the soil first appeared at the edge of the bottom anchor， then at the edge of the middle anchor plate， and finally gradually expanded upward through the upper and lower regions.
- combined helical pile （CHP） composite foundation /
- combined loading /
- coupled Euler-Lagrange （CEL） method /
- static mechanical characteristic

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