0 引 言

在地形地貌比较复杂的地区，一些桥梁、房屋建筑等工程不得不把桩基建设在倾斜的边坡上。斜坡桩基不仅受到上部轴向与水平荷载作用，而且还要抵抗桩侧滑坡推力，外侧土体对桩身水平抗力的形成机制、分布规律及影响范围十分复杂，且坡度不同，桩基表现出不同的承载性能。

从表2可以看出，由于不同处理间产量无显著差异，导致不同处理间植株和产量性状间无规律和差异性。三北98与油研11号相比，株高增加6.91厘米，有效分枝部位高8.35厘米，主花序长短4.2厘米，单株一次分枝数多1.02个、二次分枝多1.1个，单株角果数多19.14个，角粒数少0.74粒，千粒重增加0.17克，单株产量增加1.62克。

依托互联网技术来搭建整个企业的人力资源管理体系，一方面，智能化的人力资源管理系统能够简化人力资源管理工作人员的工作流程以及强度，使其能够缩短整个管理工作的时间，而且能够有效的降低相关管理工作人员的工作强度。另外一个方面，互联网技术在企业人力资源管理工作中的实际应用，能够切实提高整个企业人力资源管理工作的效率，从根本上提升企业相关人事工作的效率值。人力资源管理工作是一个企业发展的根本，只有通过不断的改革以及创新企业的人力资源管理模式，才能促进企业能够更好的发展。

目前，国内外已有一些学者针对此类问题展开了相关研究。龚先兵等[1]根据工程实际，对不同坡度斜坡上的桥梁桩基进行竖向和水平向荷载作用下桩基的室内模型承载试验研究。陈兆等[2]根据极限平衡原理，建立了斜坡上刚性桩在水平荷载下的弯矩和应力平衡方程，提出了考虑斜坡影响的p-y曲线方法、桩侧土极限承载力和水平抗力系数沿深度呈线性增大的侧向极限承载力与土体抗力承载力系数的计算方法。王云岗等[3]对直桩、斜桩的单桩侧向和轴向承载特性以及群桩基础荷载分担情况等进行分析。巨玉文等[4]以荷载传递函数的双曲线模型为基础，建立了适合于挤扩支盘桩的荷载-沉降关系的数值分析迭代模型。梁丰收等[5]以三峡库区某码头工程实例为研究对象，利用有限元对比分析了不同桩顶约束条件下的桩基受力特性。张建伟等[6]利用ABAQUS对斜坡上单桩在竖向和水平荷载共同作用下进行数值模拟，研究桩的荷载传递与变形特点。牛富生等[7]结合某黄土斜坡桥梁桩基工程，对同一坡度相近位置的两根桩基开展现场试验，研究其在不同竖向荷载工况下的桩身上下坡面两侧的轴力、桩侧摩阻力以及桩侧土压力的传递规律与分布特征。谢剑铭等[8]、程刘勇等[9]利用模型试验和数值模拟相结合的方法研究了不同的临坡距对基桩的水平承载变形性能的影响。赵春风等[10]利用室内模型试验研究了砂土中单桩在竖向和水平荷载共同作用下的受力和变形特性。Meyerhof等[11]，Sastry等[12]针对倾斜桩以及倾斜荷载作用下的基桩进行模型试验研究。Zhang等[13]利用离心机做斜桩群桩水平承载力模型试验，研究斜桩群桩抵抗水平荷载的能力和特点。Tasunori Matsumoto[14]通过室内模型试验研究砂土地基中水平荷载和弯矩荷载组合作用下的桩基承载性能。B.Jegatheeswaran等[15]通过对不同角度斜坡上桩基开展竖向和水平荷载，研究了桩的水平位移的变化规律。K.Muthukkumaran等[16]通过室内试验研究了边坡、土的密度和桩的嵌固长度等因素下的p-y曲线，并得出当土密度和桩的嵌固长度增大时，土抗力也随之增大。本文利用ABAQUS对斜坡上桩基在不同弯矩荷载下的承载特性进行分析，丰富斜坡桩基的研究成果。

1 斜坡桩基模型建立及计算

1.1 数值模型

利用有限元分析软件ABAQUS,对斜坡上桩基在复杂荷载下的承载特性进行数值模拟计算分析。建立45°斜坡模型，采用均质土体。斜坡模型设计尺寸长4 m，宽2 m，坡顶高2 m；长1.5 m，斜坡长1 m，坡底长1.5 m。单桩长1.2 m，直径5 cm，设置在斜坡中部并露出土面15 cm。模型示意图如图1所示.

 

1.2 有限元模型

不同桩顶弯矩荷载作用下，桩前土抗力分布如图15所示，从图15可以看出，桩前土抗力随着桩头弯矩荷载的增加而逐渐增大，单从每一级荷载看，桩前土抗力从上至下逐渐增大，在达到峰值后又开始减小，滑动面处接近于0，其分布特征近似为抛物线形。其次随着弯矩荷载的增加，土抗力的分布规律基本不变，说明荷载仅能改变土抗力的大小，而不改变其分布规律。

1.2.2 模型桩本构模型

 

表1 土体材料参数

 

Tab.1 Parameters of soil

  

土体重度γ/(kN·m-3)压缩模量Es/MPa黏聚力c/kPa内摩擦角φ/(°)含水率w/%19.512.54.3325.4

土体的应力应变关系非常复杂，一般而言具有非线性、弹塑性、剪胀性和各向异性等。ABAQUS提供了一系列用于模拟岩土体的本构模型。其中Mohr-Coulomb(摩尔-库伦)模型在岩土工程中应用非常广泛，能很好地模拟土体在剪切破坏条件下的力学变形。根据研究内容、模型材料的情况，可以选用该模型作为模拟斜坡土体的本构模型，并服从该模型的流动法则。斜坡土体材料参数如表1所示。

万华化学集团股份有限公司（简称“万华化学”）将采用霍尼韦尔互联工厂工艺可靠性顾问(Process Reliability Advisor)对其位于山东烟台工厂的UOP C3 Oleflex丙烷制烯烃装置进行监测。这是工艺可靠性顾问服务首次应用于中国市场。万华化学拥有世界上最大的Oleflex工艺装置，该装置可以将丙烷转化成丙烯，年产量超过75万t。而丙烯是用于制造多种塑料树脂、薄膜和纤维的主要化工原料。

采用线弹性本构模型，线弹性模型基于广义胡克定律，主要涉及2个参数：弹性模量E和泊松比v，并且可以随温度和其他场变量变化。模型桩材料参数如表2所示。

 

表2 模型桩材料参数

 

Tab.2 Parameters of model pile

  

桩长L/m桩径d/m弹性模量E/GPa天然密度/(g·cm-3)泊松比v1.20.05202.400.12

1.2.3 桩土接触及边界条件

为提高模型计算精度，本次模拟采用全三维模型。在模型底部限制3个方向的位移和转角，即不能产生位移和转角，在模型四周分别限制其对应水平方向的位移，顶面为自由边界。

模拟桩土接触时采用面对面离散的方法，由于桩体刚度比土体刚度大，把桩体接触面设为主控面(master)，土体接触面设为从属面(slave)。定义接触属性包括定义接触面的法向作用和接触面的切向作用。在桩侧接触面属性中，由于桩土之间不传递法向压力，所以法向作用为硬接触，切向作用中摩擦系数设为0.35；同理，在桩端接触面属性中法向作用为硬接触。

为了研究桩顶不同弯矩荷载对桩身弯矩的影响，对桩顶弯矩荷载分别为0，15，30，45，60 N·m时的模型数值模拟结果进行处理，可以得到不同弯矩荷载作用下水平荷载为450 N时各个桩的桩身弯矩曲线，如图14所示。从图14可以看出，桩身弯矩随着桩埋深先增大后减小，在距离桩顶0.3 m处达到最大值，0.9 m以下趋近于0，表现出柔性桩的特点；弯矩荷载60 N·m时桩身的最大弯矩比弯矩荷载0时的最大弯矩大52.8%。因此，在竖向和水平向荷载不变的情况下，弯矩荷载的施加明显增大了斜坡上桩身最大弯矩。因此，在工程实践中要极力避免不必要的弯矩荷载。

1.2.4 模型网格的划分

为了便于划分网格，需要分别在模型斜坡和桩上划分单元网格。为了提高数值模拟的精确度，对模型桩按照近似全局尺寸的0.08进行布种，单元类型选择精度较高的C3D8R，ABAQUS中提供了强大的网格划分技术，由于桩几何形状是规则圆柱，可以采用结构化网格划分技术(structure)对模型桩进行网格划分。对于斜坡土体模型，单元类型同样选择精度较高的C3D8R，采用扫掠网格划分技术(sweep)进行划分网格，网格算法采用进阶算法。模型网格划分见图2。

 

2 数值模拟有限元分析

2.1 不同桩顶弯矩荷载对桩身水平位移的影响

为研究不同弯矩荷载对桩身水平位移的影响，首先施加竖向荷载保持不变，然后再依次施加不同的弯矩荷载，最后施加相同的水平荷载。当斜坡桩顶分别施加0，15，30，45，60 N·m的弯矩荷载时，桩身位移的变化曲线与对比曲线如图3-8所示。由图3-8可知，当桩顶水平荷载为450 N时，力矩荷载为60 N·m的桩水平位移0点下降的最快，不施加弯矩的桩身水平侧移0点下降最慢，但水平侧移0点都是在距离桩顶0.35～0.7 m内变化；桩顶水平位移分别为5.13，5.78，6.56，7.39，8.47 mm，从桩水平位移云图(图9-13)也可以看出，桩顶施加相同荷载，不施加弯矩荷载时，桩土界面的裂缝很细小；弯矩荷载越大，桩土界面发生的裂缝越明显，由此可知，桩顶弯矩大大降低了斜坡上桩的水平承载力。

 

 

 

 

 

 

2.2 不同桩顶弯矩荷载对斜坡上桩身弯矩的影响

通过调研，由于土地资源的限制，并且新建项目的不可持续性，以及拆迁代价过大，新建项目已逐渐减少，近期投资主要集中在老路改造提升上，而既有干线公路快速化改造是今后道路改造的一个重要方向。

 

 

 

 

 

2.3 不同桩顶弯矩荷载对桩前土抗力的影响

1.2.1 土体本构模型

 

 

3 结 论

(1)弯矩荷载加快桩身水平侧移0点下降速度，且水平侧移0点在距离桩顶0.35～0.7 m内。

(2)桩顶施加的弯矩荷载越大，桩顶水平位移和桩身弯矩越大。由此可知，桩顶弯矩大大降低了斜坡上桩的水平承载力。在距离桩顶0.3 m(约1/4桩长)处弯矩达到最大值，可以在此处加强配筋以增大桩基的水平承载力。

(3)随着桩顶弯矩增加，桩前土抗力也有明显增加，土抗力的分布曲线近似为抛物线形。荷载变化仅能改变土抗力的大小，而不会改变其分布规律。

参考文献：

[1] 龚先兵，杨明辉，赵明华，等.山区高陡横坡段桥梁桩基承载机理模型试验[J].中国公路学报,2013,26(2):56-62.

GONG X B,YANG M H,ZHAO M H,et al.Load-bearing mechanism model test for bridge pile foundation in high-steep transverse slope[J].China Journal of Highway and Transport,2013,26(2):56-62.

[2] 陈兆，陈骅伟，蒋冲，等.水平荷载作用下斜坡刚性桩非线性分析[J].土木建筑与环境工程,2016,38(3):47-52.

CHEN Z,CHEN H W,JIANG C,et al.Nonliner analysis of rigid pile in slope under lateral load[J].Journal of Civil,Architectural & Environmental Engineering,2016,38(3):47-52.

[3] 王云岗，章光，胡琦.斜桩基础受力特性研究[J].岩土力学,2011,32(7):2184-2190.

WANG Y G,ZHANG G,HU Q.Study of force characteristics of battered pile foundation[J].Rock and Soil Mechanics,2011,32(7):2184-2190.

[4] 巨玉文，梁仁旺，赵明伟.挤扩支盘桩的荷载传递法及数值模拟[J].建筑技术,2004,35(3):204-205.

JU Y W,LIANG R W,ZHAO M W.Load transmission method of squeezed branch pile and its numerical simulation[J].Architecture Technology,2004,35(3):204-205.

[5] 梁丰收，何光春，罗建美.岸坡与斜坡道桩基相互作用及桩基减载措施[J].水运工程，2011(11):211-218.

LIANG F S,HE G C,LUO J M.Interaction between slope and pile of ramp and reduction load of pile[J].Port & Waterway Engineering,2011(11):211-218.

[6] 张建伟，孔庆梅，马金栋，等.复杂荷载共同作用下斜坡上单桩承载特性研究[J].建筑结构,2014,44(16):96-99.

ZHANG J W,KONG Q M,MA J D,et al.Study on bearing capacity of the single pile on slope under complex loads[J].Building Structure,2014,44(16):96-99.

[7] 牛富生,许建聪,马亢.黄土斜坡桩基竖向荷载传递规律现场试验研究[J].岩土力学,2014,35(7):1899-1907.

NIU F S,XU J C,MA K.Field experimental study of transmitted characteristics of pile foundation under vertical load in loess slope[J].Rock and Soil Mechanics,2014,35(7):1899-1907.

[8] 谢剑铭，许锡昌，陈善雄，等.斜坡桩基水平承载变形特性试验研究[J].科学技术与工程，2013,13(17):5031-5036.

XIE J M,XU X C,CHEN S X,et al.Preliminary experimental study on development of horizontal bearing capacity of pile adjacent to slope[J].Science Technology and Engineering,2013,13(17):5031-5036.

[9] 程刘勇，许锡昌，陈善雄，等.斜坡基桩水平极限承

载力及影响因素模型试验和数值模拟[J].岩土力学，2014,35(9):2685-2691.

CHENG L Y,XU X C,CHEN S X,et al.Model test and numerical simulation of horizontal bearing capacity and impact factors for foundation piles in slope[J].Rock and Soil Mechanics,2014,35(9):2685-2691.

[10] 赵春风，刘丰铭，邱志雄，等.砂土中竖向和水平荷载共同作用下的单桩承载特性研究[J].岩土工程学报，2015,37(1):183-190.

ZHAO C F,LIU F M,QIU Z X,et al.Study on bearing behavior of a single pile under combined vertical and lateral loads in sand[J].Chinese Journal of Geotechnical Engineering,2015,37(1):183-190.

[11] MEYERHOF G G,SASTRY V V R N.Bearing capacity of rigid piles under eccentric and inclined loads[J].Canadian geotechnical journal,1985,22:267-276.

[12] SASTRY V V R N,MEYERHOF G G.Behavior of flexible piles in layered clays under eccentric and inclined loads[J].Canadian geotechnical journal,1995,32:387-396.

[13] ZHANG L M,MCVAY M C,HAN S J,et al,Effects of dead loads on the lateral response of battered pile groups[J].Canadian geotechnical journal,2002,39:561-575.

[14] TASUNORI MATSUMOTO.Experimental and analytical study on behavior of model piled rafts in sand subjected to horizontal and moment loading[C]//International Journal of Physical Modeling in geotechnical,HongKong,2004.

[15] JEGATHEESWARAN B,MUTHUKKUMARAN K.Behavior of pile due to combined loading with lateral soil movement[J].Jegatheeswaran and Muthukkumaran Geo-Engineering,2016,7(1):1-10.

[16] MUTHUKKUMARAN K,ALMASBEGUM.Experimental Investigation of Single Model Pile Subjected to Lateral Loadin Sloping Ground[J].Geotechnical and Geological Engineering,2015,8(33):935-942.