桩D试验场地主要由相对均质的黏土组成,不排水强度从地面附近约35 kPa线性增长到地面下20 m处的55 kPa,10d深度内的不排水强度可近似取为Su=43 kPa。根据Kishida& Nakai(1977)建议值,Gs=130.8,Su=5.62 MPa。荷载近似作用在地面上0.5 m,如图6-26所示。
参照第5章的分析,可选取n=0.7,α0=0.1和Ng=2。如图6-27所示,在5d深度内,该LFP与c=8 kPa和φ=10°的Hansen LFP非常接近,小于Matlock LFP。采用EI值和程序GASLFP计算得Pt-yt(桩顶变形)曲线如图6-28中虚线所示,部分荷载水平条件下的yt、Mmax和xp值见表6-12。在Pt小于690 kN时,计算桩顶变形与实测值吻合较好;当P t大于690 kN后,实测桩顶变形逐渐偏离计算值。因此,可取Pcr=690 kN,相应的Mcr=2.38 MN·m和kr=16.7。考虑到前面采用初始等效杨氏模量Ep代替Ec计算混凝土抗压强度,该kr值比ACI kr值略小是合理的。换言之,采用ACI kr值确定Mcr是合理的。
采用上述Gs和LFP以及程序GASLFP,通过拟合Pt大于690 kN对应的计算桩顶位移和实测值,反分析得到EpIp值(图6-30),相应的EpIp/EI值,yt,Mmax和xp值见表6-12。相应的桩顶变形和弯矩分别绘于图6-28和图6-29。在最大荷载Pt=1 289 kN时,反分析得EpIp=5.00 GN·m2(=0.3EI),相应的yt=90.05 mm,Mmax=5.57 MN·m,xp=6.09 m(=3.93d)。与采用EI值计算结果比较,yt增长了118.2%,最大弯矩只降低了1.24%,而xp则增加了29.3%。因此,可得到与砂土中桩的非线性分析相似的结论。
图6-27 桩D的LFP
图6-28 桩D的Pt-yt关系(www.xing528.com)
图6-29 桩D的Pt-Mmax关系
图6-30 桩D的EpIp-Mmax关系
采用最大荷载Pt=1 289 kN时的Mmax(5.64 MN·m)和EpIp值,采用式(6-5)可以反算得：(EI)cr=4.05 GN·m2,即EpIp/EI=0.243。反过来,采用该(EI)cr值和式(6-5),可对桩D的非线性性状进行正分析,见表6-12。相应的桩顶变形绘于图6-28。结果表明,正分析同样能够给出较好的桩顶变形预测,并且正分析得到的有效抗弯刚度与反分析结果吻合较好。因此,采用式(6-5)进行有效抗弯刚度计算是合理的。
表6-12 桩D非线性性状的预测
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