[发明专利]一种水平力下插桩对邻近群桩相互作用影响的评估方法

权利要求书

1.一种水平力下插桩对邻近群桩相互作用影响的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）依据工程地质参数及桩靴与邻近群桩位置，建立三维弹塑性CEL群桩模型；

2）根据桩身参数及桩头约束条件，通过API规范结合非线性地基梁模型确定承台施加的最大水平力；具体包括：

①根据桩径及桩身材料屈服强度，通过材料力学理论确定出桩身极限弯矩；

②利用ABAQUS有限元软件根据所采用桩的参数及桩头约束条件建立非线性地基梁模型；

③在模型的桩身上沿深度方向每隔一设定距离加设一弹簧，土弹簧节点的参数根据API 规范建议的p-y曲线确定；

④在非线性地基梁顶部反复施加水平荷载，来获取模型桩身在相应水平荷载作用下的最大弯矩，直至在非线性地基梁模型顶部施加的水平荷载使模型桩身的最大弯矩与所采用桩的极限弯矩相等，确定该水平荷载为所采用桩单桩桩头可承受的极限水平荷载；

⑤将所采用桩单桩桩头可承受的极限水平荷载除以一个安全系数即为单桩桩头施加水平荷载的最大允许值；

⑥将单桩桩头施加水平荷载的最大允许值乘以邻近群桩中桩的数量即为群桩组承台施加的水平荷载的最大允许值；

3）确定群桩组在最大水平力作用下各桩在插桩过程中的桩头反力和桩头位移；

4）根据群桩组中各桩与桩靴的相对位置建立对应的三维弹塑性CEL单桩模型；

5）通过幅值曲线把步骤3）中提取的桩头反力施加到对应的CEL单桩模型桩头，确定出各单桩在插桩过程中的桩头位移；

6）确定插桩过程中群桩相互作用引起的附加位移及相互作用系数，对水平力作用下钻井船插桩对邻近群桩相互作用影响程度进行评估。

2.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于，步骤1）中，所述依据工程地质参数及桩靴与邻近群桩位置，建立三维弹塑性CEL群桩模型，具体包括：根据土体参数、假定的桩基参数、桩靴参数、桩靴与桩基相对位置，建立桩靴一土体一桩基相互作用的三维弹塑性有限元模型。

3.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于，步骤4）中，所述根据群桩组中各桩与桩靴的相对位置建立对应的三维弹塑性CEL单桩模型，此CEL单桩模型中土体参数、桩身参数、桩靴尺寸、网格划分，均同CEL群桩模型一致。

4.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于，步骤6）中，所述确定插桩过程中群桩相互作用引起的附加位移及相互作用系数，对水平力作用下钻井船插桩对邻近群桩相互作用影响程度进行评估，具体包括：Poulos相互作用系数法因其概念明确，计算简便，被广泛应用于群桩基础的相互作用计算中，因此该处的附加位移及相互作用影响系数也采用该方法；即附加位移等于群桩桩头位移减去对应的单桩桩头位移，相互作用系数等于附加位移除以对应单桩的桩头位移。