非共軸特性對吸力式桶形基礎水平承載性能的影響研究

湯 振，羅 強，朱思雨，李曉磊，賈 虎，王奎陽

（1.安徽理工大學土木建筑學院，安徽淮南，232001；2.南陽師范學院土木建筑工程學院，河南南陽，473061）

1 概述

吸力式桶形基礎在實際使用過程中往往承受復合荷載作用，其中，水平方向承受的風、波浪等荷載作用比較顯著。目前，國內外學者對吸力桶的水平承載性能的研究主要采用模型試驗或數值分析等方法。Bransby和 Randolph[1]、Gourvenec和 Randolph[2]對于吸力桶在復合加載條件下的承載力進行了模型試驗和數值分析。Edward C.Clukey等[3]通過塑性極限理論分析和離心模型試驗方法，對復合加載狀態下的吸力桶力學特性進行了研究。B.Sukumaran等[4]采用有限元分析對吸力桶水平承載特性進行分析，研究結果表明縮減積分單元比較適用于位移控制條件下的數值分析。王庚蓀等[5]建立了單桶和四桶結構在橫向載荷作用下力系的平衡方程，提出了估算桶頂水平位移的方法。然而，這些工作主要采用主應力方向恒定的假設，尚未考慮主應力方向旋轉對土體力學特性的影響。

在實際工程中，風、波浪等水平荷載通過桶形基礎傳遞給海床地基，引起桶體周圍土體主應力方向的連續旋轉[6-10]，并對其力學特性產生影響。在主應力方向旋轉過程中，主應力方向與塑性主應變增量方向之間存在一定差異，即非共軸現象[11-12]。目前，非共軸本構理論在實際工程中的應用較為欠缺[13-14]。水平荷載作用下土體與吸力桶間的相互作用機理比較復雜，非共軸特性在這種力學狀態下的影響，對此缺少深入研究。……