考虑P波入射角的海相软土中螺旋桩动力相互作用研究

来源：水资源与水工程学报杂志2026年第2期北京时间：

作者：王文辉，高冬平，吴应雄

单位：（1.福建省建筑设计研究院有限公司,2.中铁建国际工程咨询（福州）有限公司,3.福州大学土木工程学院

摘要：为探究海相软土场地中螺旋桩在地震作用下的响应特性，基于黏弹性人工边界条件，建立了三维桩-土耦合有限元模型，并将P波斜入射等效为施加在人工边界的荷载。研究系统考察了地震波类型、峰值地面加速度（PGA）、入射角（α）及螺旋桩叶片数量等因素对桩体动力响应的影响。通过分析位移云图及关键监测点的时程响应，揭示了不同参数对桩-土体系的作用机制，并进一步探讨了动力p-y曲线的演化特征。结果表明：地震波频率对竖向位移具有显著影响，El Centro波相较于Kobe波更容易诱发桩体沉降；竖向位移随PGA的增大而增大，且在α≈15°时达峰值；水平位移对入射角最为敏感，尤其是在近地表区域表现突出，同时亦受PGA和地震频率的显著影响。此外，研究发现双叶片螺旋桩因增大了桩-土接触面积，能有效抑制沉降。因此，在高烈度地震区或存在明显斜入射条件的海相软土场地中，适当增加螺旋桩的叶片数，有助于提升其抗震性能。研究成果可为海相软土地区螺旋桩的抗震设计提供理论依据与工程参考。

关键词：海相软土场地,螺旋桩,P波斜入射,黏弹性边界,等效地震荷载,竖向位移

基金资助：国家自然科学基金项目（51778149、52378495）