桥梁沉井基础竖向承载力及破坏机理研究

摘要

沉井基础因具有良好的受力特性，被越来越多的国内外跨海和跨江桥梁用作桥塔、桥墩的基础。本文采用数值模拟和理论分析的方法，对桥梁沉井基础在砂土中的竖向承载力和破坏机理进行了研究。首先，通过数值模拟研究了沉井平面尺寸、埋置深度和土体有效内摩擦角等因素对沉井基础竖向极限承载力和基底土体破坏模式的影响。随后，推导了沉井基础底部竖向极限承载力的理论计算公式。基于数值模拟结果，进一步提出了考虑埋深、埋深比、长宽比及土体内摩擦角等因素的基底破坏形态几何参数拟合公式。本文的数值模拟结果表明，当沉井基础达到竖向破坏时，沉井基础底部承载力在总承载力中的贡献超过90%，沉井基础底部的土体呈现出明显的局部剪切破坏形态。将基底土体破坏形态的几何参数代入沉井基础底部竖向极限承载力理论计算公式，可在桥梁沉井基础初步设计阶段计算其底部的竖向极限承载力。

关键词

桥梁沉井基础 / 竖向承载性能 / 数值模拟 / 理论分析 / 局部破坏模式 / 几何参数