群桩承载力及抗震设计分析
群桩基础(地震)竖向、水平向承载力计算
7.35 0.27 0.040999741 8 0.155085847 0.594529409 2.05 1.373871135 1.414870876 710.120 298.556 满足
b0=0.9（1.5d+0.5）
α
Mpa Mpa
5
mb0 EI
换填了粘土 液性指数IL III级钢 低液限粉粘3-1 桩基侧面影响深度hm 级配良好砂4-3 含砾低液限粉粘3-2 加权m 8.92 0.58 m（MN/m4） 8 10 8
3 5 2 0.06 120 116.865 7.854 784.879 8.35
承台宽度Bc（m） 承台底与基土间的摩擦系数μ 承台底摩阻效应系数η b 承台侧面土水平抗力系数的比例系数m 承台侧向土抗力效应系数η l 桩的相互影响效应系数ηi 桩顶约束效应系数η r 考虑地震作用且Sa/d<=6时，η h= 其他情况，η h= Rh—复合桩基水平承载力特征值 按单桩验算水平承载力N/n
估算最小配筋率
4
I0=W0d0/2
8.48380972
大于4取4
验算实际水平位移
0.0045 mm 0.0000045
χoa'—桩顶容许水平位移（m）
敏感结构取6mm kN kN 10 根
含砾低液限粘土
可塑0.58 换填了地基土
按位移控制
kN kN
hi（m） 1.5 1.6 0.9
α 桩的水平变形系数（o
W0（m3）
桩深换算截面惯性距I0 EI=0.85ECI0 换算埋深α h νx—桩顶水平位移系数 χoa—桩顶容许水平位移（m） Rha—单桩水平承载力特征值 按单桩验算水平承载力N/n
以下按群桩验算水平承载力 群桩效应计算 Sa/d n1 n2 承台效应系数η c 承台下土承载力特征值fak（kPa） A承台总面积m2 n1*n2*Aps桩身总截面积m2 承台底地基土分担的竖向总荷载标准值Pc（kN） 承台受侧向土抗力一边的计算宽度（m）B'c
超长群桩的承载性状分析
超长群桩的承载性状分析超长群桩是指长度超过普通桩的数倍，通常用于大型基础工程，如高层建筑、桥梁等的基础处理。
超长群桩的承载性状分析是非常重要的工作，可以帮助工程师和设计师了解超长群桩的承载能力、变形特性和破坏机制，为工程的安全和稳定提供依据。
本文将从超长群桩的特点、承载性状分析方法和实际工程案例等方面对超长群桩的承载性状分析进行探讨。
一、超长群桩的特点超长群桩相对于普通桩来说，具有以下显著的特点：1. 长度较长：一般情况下，超长群桩的长度要远远超过普通桩，通常为普通桩的数倍甚至十几倍。
2. 承载能力大：由于长度较长，超长群桩的侧摩阻力比普通桩大得多，因此承载能力相对较高。
3. 受力性能复杂：超长群桩在受力性能上具有较为复杂的特点，既受到竖向荷载的作用，又受到横向摩阻力和端阻力的影响。
4. 土体作用范围广：超长群桩的作用范围较宽，能在大范围内传递荷载，适用于大型基础工程。
由于这些特点，超长群桩的承载性状分析需要考虑更多的因素，进行更为复杂的计算和分析。
二、承载性状分析方法1. 静力计算法：静力计算法是最为常用的超长群桩承载性状分析方法之一，根据桩的受力情况，通过传统的静力分析方法计算桩的承载能力和变形特性。
2. 动力计算法：对于超长群桩，由于其受力情况复杂，动力计算法可以更好地考虑土-桩-结构相互作用，通过动力分析方法来研究超长群桩的承载性状。
3. 模型试验法：通过搭建模型和进行试验，可以直接观测超长群桩的承载性状，获取真实的受力情况，对超长群桩进行精确的承载性状分析。
4. 数值分析法：通过有限元分析等数值方法，对超长群桩进行模拟分析，获取桩的受力特性和变形状态。
在进行超长群桩的承载性状分析时，通常会综合运用以上多种方法，以获取更为全面准确的数据和结论。
三、实际工程案例1. 深圳某高层建筑工程在深圳某高层建筑工程中，由于建筑地基土质较差，需要采用超长群桩来进行基础处理。
在设计阶段，工程设计师采用了静力计算法和数值分析法，对超长群桩的承载性状进行了分析。
桩承载力总结、群桩效应、减沉桩精编版
取决于两个方面： 桩身材料强度 地层支承力
极限承载力： Qu Qsu Qbu
承载力特征值： Ra Qu / K Qsu / K s Qbu / K p 安全系数K=2
单桩竖向承载力总结 单桩竖向承载力特征值确定方法: 静载荷试验 按土的抗剪强度指标确定 按经验公式确定
①一级建筑桩基应采用现场静载荷试验，并结合静力触探、 标准贯入试验等原位测试方法综合确定；
②二级建筑桩基应根据静力触探、标准贯入试验、经验参数 等估算，并参照地质条件相同的试桩资料综合确定。无可参 照的试桩资料或地质条件复杂时，应由现场静载荷试验确定；
③三级建筑桩基，如无原位测试资料，可利用承载力经验公 式。
1. 静载荷试验
获得单桩承载力最可靠的方法
主梁
千斤顶 百分表
次梁
锚筋 锚桩
基准柱
2. 按土的抗剪强度指标确定
公式： Qu up cai li cu Nc Ap
3. 按经验公式确定 见《地基基础规范》、《桩基规范》规定。
《地基基础规范》规定
《地基基础规范》指出：单桩竖向承载力特征值的确定应符合 下列规定：
公式： Quk Qsk Qpk up si qsik lsi pq pk Ap
（3）嵌岩桩
嵌岩单桩的极限承载力标准值Quk 是由桩周土总侧阻力 Qsk 、嵌
岩段总侧阻力 Qrk和总端阻力Q pk 三部分组成。
公式：
Quk Qsk Qrk Qpk up si qsik li upr frc hr p frc Ap
补充： 按静力触探法确定
公式： Quk aqc Ap up lii fai
式中：qc 桩端平面上、下探头阻力（KPa），取桩端平面以上4d范围内
竖向荷载下群桩的承载力分析
混 凝 土 ， 重 ２５ ０ｋ ｍ。 泊 松 比 ０ ２ 弹 性 模 量 容 ０ Ｎ／ ， ．， ３ ０ ａ ００ ０ＭＰ 。计 算 的 本 构 模 型 ： 于桩 周 土 首 先 破 由
作者简介 ： 吴春萍（ ９３ ）女 ， １ ６ － ， 安徽合肥人， 合肥工业大学教授级高工 ７８ 《 ９ 工程与建设》 ２ １ 年第 ２ 卷第 ６ ０１ ５ 期
６ ６ ａ ９号桩 的桩 顶荷 载从 １ ５ＭＰ ． ５ＭＰ ， ． ａ开始 加 载 ，
ｍ
如
如
加
以后 逐次 增加 ０ ７ＭＰ ， 载 至 １ ａ然后 绘制 相 ． ａ加 ２ＭＰ ，
应地 Ｑ—ｓ 曲线 。
的沉降量进行监控 ， 根据相应 的荷载及沉降数据绘出
Ｑ～ｓ 曲线 。
２ 由图可 知 ， 同桩 距 时 ， 。 不 群桩 的 Ｑ—ｓ 曲线 都 呈 缓
３ ３ Ｎ ２ｋ 。与斜率倒数法｜ 的计算结果３６０ｋ 仅相 ６ ６ ］ ９ Ｎ
差 ５ Ｎ， 明所 建 模 型 合理 ， 数 选择 正确 ， 够 较 ８ｋ 说 参 能
变 曲线 ， 据规 范确 定取 ｓ ０ｍｍ 时的荷 载作 为 其 根 一４ 极 限承载力 ［ ， ５ 其基 桩 和群桩 效应 系数 承载力 列于 表 ３
竖 向荷 载下 群 桩 的承 载力 分 析
．
吴春 萍 郑 威 ，
安徽 合肥 ２０ ０ ；．合肥工业大学 土木与水利工程学院 ， ３ ０ ９２ ２０ ０ ） ３ ０ ９
（．合肥工业大学 建筑设计研究 院， １ 安徽 合肥
摘
要： 桩基础在工程建设 当中得到广泛地应用 ， 安全性上考虑 ， 从 对群桩承载力 的研究尤为重要 。文章结合一 【程实例 ， 据现 根
混凝土桩框架结构抗震性能分析与设计
混凝土桩框架结构抗震性能分析与设计一、引言混凝土桩框架结构是一种常见的建筑结构形式，具有较好的承载能力和抗震性能。
然而，在地震等自然灾害的影响下，混凝土桩框架结构可能会发生破坏，严重影响建筑物的安全性。
因此，对混凝土桩框架结构的抗震性能进行研究和设计具有重要的意义。
本文将对混凝土桩框架结构的抗震性能进行分析与设计，旨在为相关工程实践提供参考和指导。
二、混凝土桩框架结构的构造特点混凝土桩框架结构是由混凝土桩和钢筋混凝土框架构成的复合结构体系。
其主要构造特点包括：1.桩基础：混凝土桩是混凝土桩框架结构的主要承载部位，通常采用钻孔灌注桩或钢筋混凝土桩。
2.框架结构：框架结构是混凝土桩框架结构的主要水平承载体系，通常采用钢筋混凝土柱、梁和板构成的框架结构。
3.连接节点：混凝土桩和钢筋混凝土框架之间的连接节点是混凝土桩框架结构的关键部位，其连接形式通常采用钢筋混凝土节点或预制节点。
三、混凝土桩框架结构的抗震性能混凝土桩框架结构具有较好的抗震性能，其主要表现为以下几个方面：1.强度和刚度：混凝土桩框架结构具有较高的强度和刚度，能够承受较大的地震作用力。
2.耗能能力：混凝土桩框架结构具有一定的耗能能力，在地震作用下能够吸收一定的能量，减少结构的破坏。
3.变形能力：混凝土桩框架结构具有一定的变形能力，能够在一定程度上适应地震作用下的变形。
4.节点性能：混凝土桩框架结构的连接节点具有较好的韧性和耐久性，能够有效地保证结构的整体稳定性。
四、混凝土桩框架结构抗震设计为了保证混凝土桩框架结构在地震作用下的安全性能，需要进行抗震设计。
其主要包括以下几个方面：1.桩基础设计：桩基础的设计应根据地震烈度、场地条件和建筑物高度等因素进行综合考虑，选取合适的混凝土强度等级和桩径，保证桩基础的稳定性和承载能力。
2.框架结构设计：框架结构的设计应根据建筑物的使用功能、结构高度和地震烈度等因素进行综合考虑，选取合适的钢筋混凝土强度等级和截面尺寸，保证框架结构的稳定性和承载能力。
基于能力保护策略的群桩基础抗震设计研究的开题报告
基于能力保护策略的群桩基础抗震设计研究的开题报告一、选题背景和意义近年来，我国遭受了多次强震的袭击，导致了大量重要建筑物的倒塌或严重受损，给人们的生命财产带来了巨大的损失。
其中，群桩基础是一种常用的建筑结构基础形式，但其在强震情况下的稳定性存在着不足。
因此，加强群桩基础的抗震性能是非常必要的。
能力保护是近年来提出的一种新型的抗震设计理念，在设计过程中将强震所带来的破坏率降到了可控并可恢复的范围内，同时尽量减少了对重要功能的影响。
基于能力保护的策略，研究群桩基础的抗震性能，将有助于提高群桩基础结构在强震情况下的稳定性，减少人员伤亡和建筑物损失。
二、研究内容和主要思路本研究将围绕群桩基础的抗震设计问题，提出基于能力保护的策略，并以此为基础，研究群桩基础的抗震性能。
具体内容和主要思路如下：1.基于能力保护的策略本部分将结合群桩基础的特点和抗震设计要求，提出一种基于能力保护策略的建筑结构设计模型，以保护人们的生命财产安全，将建筑结构的破坏率降到可控范围内。
2.群桩基础的抗震设计方法本部分将探讨群桩基础的抗震设计方法，包括群桩基础结构的类型、计算模型、设计准则等，并结合能力保护策略，提出结构的设计方法。
3.实例分析与数值模拟本部分将通过实例分析和数值模拟，进行群桩基础结构在强震情况下的抗震性能分析。
通过分析得到结构的抗震性能，以及强震下结构的破坏情况和影响。
4.结构优化设计根据以上分析，进一步对群桩基础的结构进行优化设计，提高其抗震能力。
三、预期成果1.提出基于能力保护的群桩基础抗震设计策略。
2.探讨群桩基础的抗震设计方法，包括结构类型、计算模型、设计准则等。
3.通过实例分析和数值模拟，得出群桩基础结构的抗震性能。
4.根据分析结果，进一步对群桩基础的结构进行优化设计，提高其抗震能力。
四、研究计划和进度安排本研究计划耗时1年，具体进度安排如下：1.前期调研和文献阅读：3个月。
2.基于能力保护的策略研究：2个月。
《强震下PHC管桩与承台连接节点的抗震性能及设计方法研究》范文
《强震下PHC管桩与承台连接节点的抗震性能及设计方法研究》篇一一、引言随着地震灾害的频发，建筑结构的抗震性能成为了重要的研究课题。
PHC管桩作为一种常用的基础结构形式，其与承台连接节点的抗震性能对于整个建筑结构的稳定性具有至关重要的作用。
本文将重点研究强震下PHC管桩与承台连接节点的抗震性能，以及提出相应的设计方法。
二、PHC管桩与承台连接节点概述PHC管桩是一种预应力高强度混凝土管桩，具有承载力高、施工方便等优点，在桥梁、码头、建筑等工程中得到广泛应用。
承台则是连接桩与上部结构的桥梁，其与管桩的连接节点是整个结构的关键部位。
在强震作用下，该节点将承受巨大的荷载和振动，因此其抗震性能的优劣直接影响到整个建筑结构的稳定性和安全性。
三、抗震性能研究（一）试验研究为研究强震下PHC管桩与承台连接节点的抗震性能，可通过实验室试验和现场试验相结合的方法进行。
在实验室中，可通过模拟地震振动台对节点进行加载试验，观察其在不同地震烈度下的反应和破坏模式。
在现场，可对实际工程中的节点进行地震监测和记录，分析其在强震作用下的实际表现。
（二）破坏模式分析通过试验研究，可以分析出PHC管桩与承台连接节点在强震作用下的破坏模式。
常见的破坏模式包括管桩与承台的相对位移过大、节点处混凝土开裂、钢筋屈服等。
这些破坏模式将直接影响节点的承载能力和抗震性能。
（三）抗震性能评估根据试验结果和破坏模式分析，可以对PHC管桩与承台连接节点的抗震性能进行评估。
评估指标包括节点的位移、应力、耗能能力等。
通过对比不同节点在相同地震烈度下的表现，可以得出节点的抗震性能优劣。
四、设计方法研究（一）设计原则针对PHC管桩与承台连接节点的设计，应遵循“强柱弱梁、多道防线”的设计原则。
即通过合理的设计，使节点在地震作用下能够形成多道防线，提高整个结构的抗震能力。
同时，应保证节点的承载力和耗能能力，以应对强震作用。
（二）设计方法1. 优化节点构造：通过优化节点构造，提高其承载力和耗能能力。
群桩承载力分析
群桩承载力分析摘要：本文主要是根据前人对群桩效应的研究，归纳总结出横竖向作用力下群桩的承载力特性，展示了现有研究方法的优势与不足，并指出群桩研究今后的发展方向和展望。
关键词：群桩横竖向作用力群桩效应系数桩基础凭借着其承载力高、受力合理、安全可靠的优点，在基础工程中得到了广泛地应用。
鉴于此，对桩基础承载力的研究显得尤为必要。
本文通过总结前人对群桩的破坏机理的试验和理论研究，分析群桩效应的影响因素，指出横竖向作用力下群桩效应系数的计算方法，这样既可以清晰罗列出已有研究成果，也可以分析有横竖向力共同作用的群桩承载力，而不是单一的对只受横向或者竖向力的桩群的研究。
1群桩效应的影响因素制约群桩效应的主要因素,一是群桩自身的几何特征,包括承台的设置方式、桩距、桩长及桩长与承台宽度比、桩的排列形式、桩数;二是桩侧与桩端的土性、土层分布和成桩工艺。
具体来说，有以下几点：土质，一般说来，土的内摩擦角较小时，土中应力扩散角也相应较小。
土中应力在纵向上的影响加剧，而在横向上的影响则减弱。
但试验表明，土的类型和密度与群桩效应系数无明显关系。
桩距、桩数的影响，随着桩距的增加群桩效应的影响在减弱，美国《钻孔桩基础设计与施工规范》以及德国《大口径钻孔灌注桩规范》都规定，当沿荷载方向的桩距大于8D时，不考虑群桩效应。
群桩效应还受到桩数的影响，桩数越多,群桩沉降越大,其沉降增幅也越大;桩数越少,其沉降越小。
桩身位移的影响，以前学者们认为群桩效应受到入土深度的影响，桩间土体松动，产生较大的群桩效应；在地基的深层，虽然荷载较大，但是由外荷载引起的变形较小，产生较小的群桩效应。
尤其埋深在大于10倍的桩径以上，在工程上往往可以忽略。
伴随着桩长的增加，群桩中桩与桩之间的相互影响越来越严重，群桩效应也就得到相应地加强，群桩中基桩的极限承载力下降。
桩顶边界条件的影响，由于试验数据的局限性，还不可能评估桩顶的约束条件的影响，研究得很不够。
2群桩效应系数计算方法大多数的工程实际中，往往是群桩和承台共同承担水平荷载。
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群桩承载力及抗震设计分析
桩基础在工程建设当中得到广泛地应用，从安全性上考虑，对群桩承载力的研究尤为重要。
结合工程实践经验对桥梁工程中的群桩承载力及抗震设计进行分析探讨，为今后类似工程提供设计、施工及质量控制等参考资料。
标签：桥梁工程；群桩承载力；抗震性能；分析
doi：10.19311/ki.1672 3198.2016.22.098
1 概述
桩基础凭借着其承载力高、受力合理、安全可靠的优点，在基础工程中得到了广泛地应用。
鉴于此，对桩基础承载力的研究显得尤为必要。
对单桩承载力的确定已经有相对成熟的方法，但是在高层建筑基础设计中经常会用到群桩，由于桩土的相互作用使得群桩对群桩承载力的确定尚需要进一步探讨。
尽管群桩由许多单桩组成，然而，群桩特性并不等于所有独立的单桩特性的总和。
群桩特性比单桩特性更加复杂，这是由于桩的组合作用、桩群内桩之间相互作用和桩帽效应。
例如，桩末端以下的某深度，由单桩加载引起的土压力是没有意义的。
然而，在某深度，由于有很大的沉陷，或某支座性能失效，特别是下面是软土层，所有相邻的桩的压应力水平就会提高。
通常，由于桩彼此相隔为直径的7至8倍，桩之间相互作用的影响会减弱。
基于此，对群桩的轴向和横向承载力及其对应的沉陷和横向挠度及抗震进行了研究。
2 群桩承载力分析
2.1 群桩沉降
单桩的应力水平相当小，然而邻近桩的安装应力能提高桩尖下面的应力水平。
增加应力水平对群桩沉降有两种作用。
对应影响范围很大的群桩，沉降的幅度必然也大。
在一个单桩上加载，此时下面的强压缩层并非处于受力状态，群桩的沉降将是非常大的。
计算群桩的沉降常常用群座方法。
如果基础底部不是很深的话，群桩可以简化为一个等效的块状伸展的底座基础。
根据群桩周边的桩，可绘出等效底座的平面面积。
对于柱桩或摩擦桩，其底座底面的假设是不同的。
对于柱桩，底座底面位于桩尖附近；对于摩擦桩，底座底面位于桩尖以上全部埋入长度的1/3处。
在群桩设计中，常常把等效沉降作为一个重要的参数。
2.2 群桩横向承载力与挠度分析
在横向荷载作用下，群桩的性能是不明确的。
根据上节的介绍，群桩横向弯矩承载力大于群桩的全部单桩横向弯矩承载力之和，因为通过桩帽作用，这些桩的轴向抗力形成耦合作用。
然而，由于桩之间的相互作用，群桩抵抗横向荷载的承载力，通常小于单桩独自抵抗横向荷载的承载力之和。
在横向荷载作用下分析
群桩的综合且切实可行的方法。
应用有限差分法模拟基础单元的结构性能。
通过刚性桩帽，桩与桩连接。
根据所有桩的轴向和横向形变，建立力和弯矩的平衡。
用一系列固定的、非线性的轴向和横向弹簧表示土反力。
3 抗震设计分析
桥梁深基础的抗震设计是一个重要的问题。
设计方法随不同的基础类型而重点有所不同。
桥梁深基础的最普通的类型是群桩，它包括沉人桩和现浇钻孔桩，群桩抗震设计至少要满足下面的目标：（1）在横向抗震荷载作用下，求出基础的承载力和挠度；（2）通过对整体桥梁结构的动力分析提供基础刚度参数；（3）抵抗液化作用，以及倾斜和摇晃等地面运动，确保群桩的完整性。
3.1 群桩抗震横向承载力设计
抗震横向承载力设计首先根据基础平面以上的许多附属桥梁结构，估计上部结构的抗震横向力与抗震弯矩、重心位置的加速度和地面加速度强度。
此外，施加在桩帽上的抗震力和弯矩如同静力作用，检算每个桩的挠度和最大应力，并与容许设计值比较。
由于抗震力是瞬变的自然现象，所以，抗震荷载抗力需要的安全系数小于静载的。
规定抗震承载力比静态承载力高出33%值得注意的是，在本质上，以上方法是假静态的。
通过忽略桩帽的性能，仅研究上部结构的抗震力和抗震动作用。
根据群桩对静态横向荷载的响应，在整个抗震期间，群桩的响应是不同的。
当抗震波经过土层时，会引起土层横向运动，因为受力，桩随着周围的介质运动。
除极短的桩以外，在任意弯矩作用下，桩帽和桩尖可在不同的方向运动。
这种运动导致桩的弯矩和应力增大。
根据抗震动的强度和土层特征，对于桩的结构完整性，这种作用比来自上部结构的横向荷载更加危险。
大量现场测量及震后调查均证明了桩的最大响应取决于抗震的地面运动。
最危险的情况是，土的纵断面由模量较其他层大的刚性层夹着软弱层组成。
在这种情况下，靠近软弱层与坚硬层界面的桩截面的局部抗震弯矩应力，几乎高出由来自上部结构的横向抗震荷载引起的弯矩应力。
如果现场调查显示的地下土纵断面是这种类型，桥梁会有大的危险，至少用一个易于建立土与桩体系的动力耦合模型的高级计算机程序进行全面的动力分析。
3.2 求解群桩弹性常数
桥梁抗震设计的一个重要的观点是，通过动力分析求解桥梁结构的抗震力和弯矩的大小及分布状态。
为了达到这个目的，必须用一个适当的分析模型来研究桥梁的基础特性。
在目前的工程设计中，在分析模型中，把桩基础的力—位移关系简化为一个刚度矩阵，或一组可移动和转动的弹簧。
弹簧特性取决于群桩里各桩端的刚度和桩的几何形状。
根据桩外形尺寸和土纵断面，单桩端部的竖向或横向刚度。
通过计算桩端对应单位力的位移，求出这些值。
对于许多桥梁基础假设桩帽是刚性的。
3.3 抵抗土液化桩基设计分析
在地震过程中疏松土层产生的液化作用对群桩基础造成很大的危险，在地震期间，土的液化作用对群桩和上部结构的性能是有影响的。
抗震强度和可液化的疏松土层的相关位置对引起液化作用有重要意义。
如果疏松层靠近地表面，以及抗震强度适中，疏松层液化作用的主要效应是提高基础结构系统的基本周期，引起群桩和上部结构的重要的横向位移。
对于高强度抗震，特别是坚硬土层中间夹着疏松层，疏松层的液化作用常常会导致桩产生裂纹和断裂，以及基础完全失去承载力，这样，上部结构就会破坏。
4 结束语4.1 压实疏松的、可液化的土层
如果疏松层大部分是砂，用石柱通常可得到满意的效果。
其他的研究，包括：射流灌浆，深土与水泥灌浆介质拌和，以及在现场可以采用各种振动压实的方法。
靠近地表如果有液化可能的土层，有时候，采用全部开挖，用夯实的工程回填土替换也是可行的。
4.2 从周围的土层隔离群桩
通常的做法是安装一些单独的结构类型，例如套装、隔墙、土一拌合桩等，环绕着基础构成一个围墙。
本质上，这种处理方法在桩的周围形成一个大型的砌体，同时增大桩的横向刚度和对剪切变形的抵抗力，以及限制桩周围的土的横向位移。
在同一基础上，增加桩的数目和增大轮廓尺寸，由此，抵抗液化土层产生的力的横向抗力增大了。
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