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  • 2022年第49卷第7期文章目次
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    • 陡坡段桥梁桩基研究现状及展望

      2022, 49(7):1-14.

      摘要 (101) HTML (0) PDF 610.39 K (94) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着我国山区高速公路、铁路建设的高速发展,桥梁桩基建造在陡坡地段的现象 日渐增多,且陡坡段桥梁桩基承载机理复杂,故其设计计算逐渐引起广泛关注和重视,成为当 前的研究热点之一. 在其工程设计中,不仅要考虑桥梁上部结构传递的倾斜偏心荷载,还应考 虑桩-坡非对称体系引起的附加土压力以及地基水平抗力折减效应 . 本文通过对国内外相关 领域文献的综合分析,分别从承载机理、现场及模型试验方法、受力变形分析及其设计计算方 法、施工技术和安全评价方法及加固处治措施四个方面详细阐述了当前研究现状,并指出了 该领域今后的研究方向.

    • 山区公路边坡工程智能分析与设计研究进展

      2022, 49(7):15-31.

      摘要 (74) HTML (0) PDF 744.72 K (74) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着我国高速公路建设不断向中西部山区延伸,形成了大量高陡边坡,打破了原 有山体的地质和生态平衡,极易诱发滑坡、坍塌、泥石流等地质灾害,严重威胁人民的生命和 财产安全.因此,山区高陡边坡的稳定性分析、设计、处治、监测等问题一直是岩土工程中研 究的热点和难点.由于岩土高陡边坡具有高不确定性、强非线性和动态演化的特征,基于经 典理论的分析和计算方法对上述问题进行研究难以获得合理的解答,而人工智能技术方法具 有处理非线性复杂系统的独特优势,现已成为解决公路边坡工程问题的有效手段.本文总结 了最近10余年山区公路边坡工程中边坡稳定性智能分析计算与评价方法、边坡防护与加固智 能设计计算方法、边坡智能监测技术、滑坡智能识别和预测、岩质边坡结构面智能识别以及岩 土体参数智能反演等方面的主要研究进展,并简要说明了在山区公路边坡稳定性分析与加固 设计、现场监测和滑坡预测等方面推进智能化建设的进一步发展方向.

    • 岩溶地区新型灌注桩承载机理试验及模拟研究

      2022, 49(7):32-44.

      摘要 (76) HTML (0) PDF 13.79 M (77) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于布袋桩成桩试验与4组室内静载荷试验,结合7组数值模型,对布袋桩的成桩 可行性与桩身荷载的传递特性及其承载机理进行研究 . 结果表明:1)布袋桩在解决岩溶地区 成桩时浆液渗漏问题的同时,具有成桩质量良好、成桩形状可预测的特征 . 在等桩径、等加载 条件下,布袋桩的极限承载力为传统桩的1.15倍以上,桩顶沉降远小于传统桩;2)布袋桩承载 时,各段桩体从上至下依次发挥作用,交替承载. 枝状体的端承作用对承载力的增益大于布袋 对侧摩阻力的削弱,此为布袋桩的承载特征;3)枝状体结构增强了桩-岩间的结合能力,其中, 枝状体下部起主要承载作用,上部仅起结构作用;4)枝状体的非对称分布是承载的不利因素 之一,对布袋桩的抗弯能力提出设计要求. 试验及数值模拟结果展示了布袋桩的成桩过程,揭 示了布袋桩独有的承载机理,验证了布袋桩承载性能的优越性,可为布袋桩在岩溶地区的应 用提供思路和依据.

    • 考虑地层空间变异性的岩溶区基础可靠度分析

      2022, 49(7):45-53.

      摘要 (68) HTML (0) PDF 3.50 M (53) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于随机场理论和 Karhunen-Loeve 展开构造随机场以模拟具有空间变异性的地 层,并结合有限元极限分析法和蒙特卡洛模拟对含溶洞地层上的基础开展可靠度分析 .本文 重点是通过大量数值模拟进行全面参数分析,探究地层中溶洞特征(如溶洞埋深、溶洞水平偏 移距离)以及土体空间变异性参数(如土体相关长度、土体变异系数)对基础极限承载力以及 失效概率的影响;进而结合可视化溶洞-基础体系破坏模式深入揭示岩溶区基础失效概率变 化机理;最后将有限元极限分析结果与已有研究进行对比,验证了数值模型的准确性及研究 结论的可靠性 .结果表明体系破坏线发散度越大,则基础在受荷破坏时可能发展出的破坏路 径越多,从而导致失效概率提高;此外,下伏溶洞距基础越远或土体空间变异性越强则基础失 效概率越高,且失效概率将随所选取安全系数的增加而大幅降低 .在前期设计中若采用本文 方法进行可靠度分析,为确保安全性,安全系数应尽量大于2并采用下限理论进行分析.

    • 基于并行SPH方法的地震滑坡对桥桩的冲击作用

      2022, 49(7):54-65.

      摘要 (59) HTML (0) PDF 4.64 M (50) 评论 (0) 收藏

      摘要:邻近边坡的桥桩结构对滑坡失稳冲击荷载的承受力决定着它能否安全运行,因此 对地震荷载下边坡失稳冲击桥桩结构的研究为桥梁工程设计和建设所迫切需要. 利用光滑粒 子流体动力学方法跟踪粒子特性时间变化和模拟大变形的特性,提出了地震作用边坡滑坡冲 击桥桩结构的光滑粒子流体动力学算法,进行了地震加速度幅值、频谱、持时等参数对地震滑 坡规律及滑坡冲击桥桩结构影响的研究,并研究了不同线程数对并行计算效率的影响 . 结果 表明,地震加速度幅值增大会加快土体滑动速度和增大冲击体积量,对土体滑动冲击体积量 的增大存在地震加速度临界值,大于该临界值时,冲击量增大幅度变大;在一定频率范围内, 土体滑动速度和冲击体积量随地震反应谱峰值频率增大而增大,滑动土体对桥桩结构的冲击 随之提前;地震持时增长,滑坡体的中部和后缘部分位移明显增大,冲击体积量增大;采用优 化算法能够充分利用线程,大幅提高计算效率.

    • 斜坡基桩水平动力响应解析解

      2022, 49(7):66-74.

      摘要 (62) HTML (0) PDF 912.34 K (53) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着江河岸边斜坡地段的桩基础日益增多,斜坡基桩桩-土水平耦合振动问题也 日益受到重视.本文基于现有平地基桩水平动力响应理论,考虑斜坡效应,提出适用于斜坡基 桩水平动力响应解析解 .首先借助微分变换、亥姆霍兹分解和分离变量法等手段解耦土体三 维波动方程,并引入桩-土边界连续条件,求解了平地基桩的桩周土体水平动抗力;在此基础 上,引入折减因子考虑斜坡对临空面一侧土体抗力的弱化效应,并忽略一定深度范围内的浅 层土体提供的水平动抗力,推导出斜坡段基桩的桩周土体水平动抗力解析解.此外,利用Euler 梁模型推导斜坡段基桩自由段、入土段的水平振动控制方程,获得了基于传递矩阵法的基桩水 平动力响应解析解,包括基桩动力阻抗以及桩身内力和变形解析表达式;然后通过与已有平地 动力阻抗解析解,斜坡段基桩静力内力变形数值解进行对比,验证了本文解析解的合理性.

    • 基于随机响应面法的斜坡基桩水平承载可靠性分析

      2022, 49(7):75-82.

      摘要 (65) HTML (0) PDF 933.24 K (48) 评论 (0) 收藏

      摘要:斜坡效应和参数不确定性均会影响斜坡段桥梁基桩水平承载特性及安全可靠性. 首先,建立考虑斜坡效应的基桩简化受力模型,推导其内力分析的有限差分解;其次,基于随 机响应面法,建立斜坡基桩水平承载可靠性分析的极限状态函数,利用一次二阶矩法求解可 靠度指标和失效概率,并对理论方法和程序的合理性进行对比验证;最后,结合工程实例探讨 桩径、地基抗力比例系数、桩身弹性模量和水平荷载等对基桩水平承载可靠性的影响. 结果表 明:在水平位移失效模式下,桩径的变异性对基桩水平承载可靠性影响最大,基桩失效概率随 斜坡效应折减系数增加而增大;在材料屈服失效模式下,基桩失效概率受参数变异性和斜坡 效应的影响较小. 对位于斜坡上的高桥墩基桩,应增大变形安全余量,确保基桩可靠.

    • 溶洞高度影响嵌岩桩轴力传递及桩侧超载响应试验

      2022, 49(7):83-93.

      摘要 (57) HTML (0) PDF 3.71 M (48) 评论 (0) 收藏

      摘要:岩溶区基桩常刺穿不同高度的溶洞,承受桩顶竖向荷载或者单侧超载,但荷载传 递机制尚不十分清楚. 针对此状况,设计杠杆加载装置,测试刺穿不同高度溶洞桩顶部加载时 的桩身应变及桩顶自由时单侧超载下桩身应变、土压力和侧移,获得穿洞桩的轴力传递规律 和单侧超载响应.结果表明:1)桩顶竖向荷载作用下,基桩从土层或溶洞进入岩层前,轴力-深 度曲线存在界面效应,即土层或溶洞底部的基桩轴力增长,增长率随荷载增大而增大. 溶洞内 的桩身轴力-深度曲线呈“凹缩”状,其凹缩幅度随桩顶荷载和溶洞高度增大而增大. 2)单侧超 载作用下,桩身侧移、土压力、弹性抗力和弯矩均随超载和溶洞高度增大而增大 . 桩顶压力为 零时,桩顶侧移最大,随深度增大而减小 . 土压力和弹性抗力在土层段沿深度先增大后减小 . 嵌岩桩和穿过溶洞桩体的桩身弯矩先随深度增大而增大,在土层底部最大,进入岩层和溶洞 后减小. 3)基桩垂直和水平承载力均随桩身刺穿的溶洞高度增大而降低. 冲击钻进形成的洞 内桩段不易发生受压或弯曲破坏 . 单侧超载作用下,穿洞桩最可能绕土、岩界面转动,在土层 底部发生弯曲破坏 . 工程中,建议加大上部土层段桩径和配筋率,将扩径段嵌岩,以提高基桩 水平承载力.

    • 考虑土体结构劣化的高原山区桩-土体系数值分析

      2022, 49(7):94-105.

      摘要 (69) HTML (0) PDF 8.44 M (63) 评论 (0) 收藏

      摘要:高原山区土体常年受冻融循环作用,结构不断劣化,导致桩-土界面作用削弱,对 构筑物稳定性产生不利影响 . 本文开展室内试验结合数值模拟,构建了土体在冻融循环作用 下的结构劣化模型,建立了考虑土体结构劣化的水-热-力耦合数学模型并验证了其可靠性 . 基于此,对服役期内高原山区桩-土体系稳定性进行了数值分析 . 试验结果表明,冻融循环条 件下,土体渗透系数及孔隙比随冻融次数增加呈对数型增大,土体黏聚力随冻融次数增加呈 指数型减小,内摩擦角随冻融次数增加呈对数型增大. 服役期内,桩周土体最大冻胀位移随服 役年限增加逐渐减小,最大融沉位移逐年增大,桩周土体整体呈融沉趋势;桩基冻胀位移随服 役年限增加逐渐减小,融沉位移逐年增大,冻胀融沉增长速率不断减小,但桩基融沉位移大于 其冻胀位移. 试验结果可为高原山区桩基础设计提供技术支持与理论指导.

    • 上拔-水平荷载作用下锚索承台基础受力变形特性

      2022, 49(7):106-112.

      摘要 (56) HTML (0) PDF 5.49 M (51) 评论 (0) 收藏

      摘要:输电铁塔基础的受力和变形关系输电工程的安全和成本.在山区大角度转角塔常 需架设在上土下岩地层中,上拔和水平荷载大,对此新型锚索承台基础具有很好的适用性.为 研究该基础型式的承载特性,采用理论分析、数值模拟和现场试验探讨了上拔和水平荷载共 同作用下的基础受力和变形特性.结果表明:通过锚索倾斜布置并施加预应力,可以形成上拔 和水平抗力.锚索预应力值为设计上拔荷载90%时,可以有效控制基础变形.数值模拟和现场 试验结果表明,加载至设计荷载时,基础变形和锚索轴力均满足设计要求,说明了锚索承台基 础方案的可行性和适用性 .破坏性试验表明,锚索承台基础的破坏模式为承台板混凝土抗冲 切强度不足引起的混凝土开裂破坏.研究结果可为输电铁塔锚索承台基础的设计计算和推广 应用提供参考.

    • 颗粒形状影响下碎石-桩界面侧摩阻力计算研究

      2022, 49(7):113-122.

      摘要 (59) HTML (0) PDF 3.93 M (57) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种颗粒形状影响下碎石地层中碎石-桩界面侧摩阻力计算方法,使用可 描述应力应变硬化及软化的界面剪切函数计算单桩侧摩阻力;为探究碎石颗粒形状对界面剪 切应力应变行为的影响,制备了八种碎石,使用图像处理的方法获得碎石的形状参数(长细 比、凸度及球度);考虑三种形状参数的权重,提出了一种改进的颗粒整体规整度的计算方法; 建立不规则碎石-桩界面剪切的离散元模型,探究了颗粒整体规整度与临界界面摩擦角、界面 剪切临界状态之间的关系 .结果表明:颗粒整体规整度与临界界面摩擦角之间存在很强的线 性关系,且整体规整度只改变临界状态线的截距.在桩侧摩阻函数中考虑颗粒形状的影响,并 求解碎石地层中竖向荷载下不同深度桩基础桩侧摩阻力.将室内试验结果与采用本文提出的 考虑颗粒形状的桩侧摩阻计算方法获得结果进行对比,验证了本文所提出方法的适用性及准 确性.

    • 基于双侧破坏模式的临坡地基承载力简化分析方法

      2022, 49(7):123-129.

      摘要 (54) HTML (0) PDF 541.10 K (46) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨临坡地基破坏模式,提出了相应的承载力计算方法.首先,考虑临坡地基各 滑块几何尺寸和形状的非对称性,建立了临坡地基双侧破坏模型;其次,基于极限分析上限定 理及虚功率方程,并引入强度发挥系数考虑远离坡面一侧的土体强度发挥程度,提出了临坡 地基承载力的简化计算方法;最后,通过某工程实例的数值计算结果,验证了理论分析模型及 计算方法的合理性,并通过不同工况下的对比结果,确定了强度发挥系数的合理取值. 上述分 析方法可考虑临坡地基破坏模式的双侧性,以及临坡距对地基承载力的影响,还可退化为平 地地基承载力分析,为山区道路工程的设计计算提供了一定的参考,具有一定的理论及工程 应用价值.

    • 基于模型试验的陡坡段基桩水平循环响应特性分析

      2022, 49(7):130-137.

      摘要 (57) HTML (0) PDF 4.60 M (48) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究陡坡段桥梁基桩水平循环响应特性,设计并开展了不同循环次数、荷载幅 值和坡度条件下的水平循环受荷陡坡段基桩模型试验. 通过对比实测弯矩推导的地基反力分 布与实测地基反力分布,验证了实测数据的可信性,进而分析了桩顶水平位移、桩顶偏转角、 桩身弯矩及地基反力分布的演化规律. 结果表明:桩顶水平位移由弹性变形和塑性变形组成, 弹性变形基本保持不变,塑性变形随循环次数的增加而非线性增大,增加率逐渐减小,即塑性 安定;桩顶无量纲位移和桩顶转角均随循环次数的增加而非线性增大,且桩顶无量纲位移的 上包络线均可用幂函数y0/D=An0.11拟合;陡坡段基桩的单向水平循环响应主要受前100次循环 加载影响;桩身最大弯矩和最大地基反力均随荷载幅值和坡度的增大而增大,二者的位置均 随坡度增大而下降,但几乎不受荷载幅值影响.

    • 砂土场地高承台群桩基础地震响应特征试验研究

      2022, 49(7):138-147.

      摘要 (57) HTML (0) PDF 10.01 M (175) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于干砂场地和饱和砂场地中高承台直群桩和高承台斜群桩离心机振动台试验, 分析干砂和饱和砂地基土、高承台直斜群桩基础动力特征参数,并对比研究干砂与饱和砂场 地中地震动强度对地基土和高承台群桩基础动力响应的影响 .结果表明:1)饱和砂土地基的 主周期更长,且包含更多长周期成分;同相对密实度的饱和砂土地基阻尼比是干砂地基的两 倍;土-群桩模型周期特性主要受地基土特性影响,模型的阻尼比特性受桩型和场地特性影响 较大.2)直群桩有一个主导频率,斜群桩有两个主导频率.3)随输入地震动强度逐渐增强,地基 土的特征周期逐渐变大,干砂地基非线性增强,饱和砂地基孔压比上升,这两因素导致地基土 和群桩基础承台的加速度响应逐渐减小.4)输入地震动强度增大,桩身弯矩增大,桩身弯矩不 利位置有桩顶与承台连接处、地基土埋深一倍桩径处和桩基埋深一半处.

    • 下伏空洞桥梁单排桩基桩端岩层 极限承载力计算方法

      2022, 49(7):148-157.

      摘要 (50) HTML (0) PDF 3.02 M (58) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对下伏空洞桥梁单排桩基桩端岩层极限承载力问题,基于下伏空洞单桩基础桩 端岩层冲切破坏理论,假定了下伏空洞桥梁单排桩基桩端岩层的破坏模式 .采用空间曲面积 分得到了各桩下冲切体重叠部分侧面积计算方法,进一步考虑重叠面积与桩端岩层承载力折 减之间的关系,提出了下伏空洞桥梁单排双桩及三桩基础桩端岩层极限承载力计算方法 . 通 过试验验证了理论方法的合理性,并采用理论方法与数值模拟分析了桩间距L对下伏空洞桥 梁单排双桩及三桩基础桩端岩层极限承载力的影响 .结果表明:在桩间距L较小情况下冲切体 局部出现重叠现象;在桩间距L为2倍桩径时,桥梁单排双桩以及三桩桩端岩层的总承载力分 别为不考虑叠加效应时总承载力的75%和67%;随着桩间距L的逐渐增加双桩及三桩桩端岩 层总承载能力逐渐增大,当桩间距 L达到 5倍桩径后其承载能力达到不考虑重叠效应时总承 载力的99%以上 .

    • 基于三维虚土桩模型的大直径桩纵向振动研究

      2022, 49(7):158-167.

      摘要 (50) HTML (0) PDF 1.95 M (35) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析大直径浮承桩纵向振动特性,基于黏弹性连续介质理论同时考虑桩身和桩 底土的三维波动效应,提出了一种三维虚土桩模型. 首先,采用拉普拉斯变换和分离变量法求 解得到桩身和桩底虚土桩的位移基本解;然后,结合桩-土及桩-虚土桩完全耦合条件,推导得 出大直径桩桩顶动力阻抗解析解,并通过与已有解答对比分析验证了推导所得解析解的合理 性和准确性;最后,利用数值算例分析了桩顶径向位置及三维虚土桩参数对大直径浮承桩桩 顶动力阻抗的影响 . 计算结果表明:大直径桩顶动刚度和动阻尼呈现由桩中心向桩边缘减小 的趋势,且桩长径比越小桩顶动力阻抗的这种径向不均匀性越明显;对于大直径桩忽略桩身 径向波动效应会过高估计桩顶动力阻抗的振幅和频率,不利于桩基抗振防振设计;三维虚土 桩模型不仅对于大直径浮承桩纵向振动问题具有更好的适用性,而且可以通过调整虚土桩参 数将其应用于端承桩动力特性分析中 .

    • 考虑荷载P-Δ效应的陡坡段桥梁基桩变形计算

      2022, 49(7):168-177.

      摘要 (54) HTML (0) PDF 2.22 M (43) 评论 (0) 收藏

      摘要:位于陡坡段的基桩由于有较长的自由段以及临空面土体抗力的缺失,变形具有明 显的P-Δ放大效应. 引入变分原理,考虑陡坡段基桩承载的复杂性,假定土体位移是沿基桩径 向的非线性衰减模式,建立了陡坡段三维基桩-土体系统总能量控制微分方程 . 在此基础上, 结合不同边界条件及桩土位移协调条件,得出了复杂承载情况下陡坡段基桩变形的半解析差 分解答,该解答可充分考虑各项荷载作用下的陡坡段基桩变形的 P-Δ效应 . 为验证理论的正 确性,开展了陡坡段基桩的轴横荷载下单桩的室内模型加载试验,将理论计算值与实测值进 行了对比. 结果表明,理论解答与试验测试结果吻合较好. 最后,对影响陡坡段基桩P-Δ放大 效应的各影响因素进行了定量分析 . 分析表明,陡坡段桥梁基桩的 P-Δ放大效应随轴横向荷 载比与桩顶自由长度增大而显著增大,随着土体刚度的增强而有所减小,同时陡坡坡度角增 大对P-Δ效应有明显的提升作用.

    • 考虑碎石桩加固的液化场地桥梁地震风险分析

      2022, 49(7):178-185.

      摘要 (54) HTML (0) PDF 2.84 M (44) 评论 (0) 收藏

      摘要:以一座典型的四跨钢筋混凝土连续桥梁为例,建立三个液化场地桩-土-桥梁体系 平面应变有限元模型,考虑饱和土体中孔隙水与土颗粒的动力耦合效应,探究碎石桩作为桥 梁工程抗液化加固措施的效果 .通过构建液化场地桥梁结构的易损性曲线和地震危险曲线, 在概率理论框架下诠释碎石桩加固措施对桩基桥梁地震风险的影响,并对有无碎石桩加固措 施的计算结果进行对比分析.结果表明:碎石桩抗液化效果显著,可以有效减少土体的超孔隙 水压,进而大幅降低液化场地桥梁的整体侧向变形、破损概率和地震风险.

    • 穿越无充填溶洞时单桩承载特性研究

      2022, 49(7):186-196.

      摘要 (62) HTML (0) PDF 3.96 M (49) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决穿越溶洞型单桩的设计难题,研究了穿越无充填溶洞时单桩的承载特性 . 基于现场物探和室内试验结果明确了溶洞的发育情况和岩土体的物理力学参数,采用有限元 软件建立了14组数值计算模型,分别对不同溶洞半径、不同溶洞位置及不同桩径的工况进行 了模拟,确定了BoxLucas1荷载传递模型的适用性,提出了穿越无充填溶洞单桩的承载特性计 算方法.研究结果表明,桩径增加和溶洞充填时溶洞对单桩承载力的影响将得到削弱,溶洞的 半径和位置对桩基承载力具有显著影响.实际工程中应重视前期物探对溶洞发育情况的准确 探查,降低溶洞对桩基承载力的影响 .相关研究成果可为岩溶区单桩参数设计和承载力预测 提供理论依据.

    • 成层土中竖向受荷桩沉降性状简化计算方法

      2022, 49(7):197-204.

      摘要 (54) HTML (0) PDF 1.67 M (50) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于应力泡形虚土桩模型和考虑桩土界面初始临界摩阻力的改进双曲线模型,提 出了一种可以考虑桩端应力扩散效应和桩土界面初始临界摩阻力影响的竖向受荷单桩沉降 简化计算方法.首先,利用该计算方法分析讨论了模型参数对单桩沉降的影响程度,并给出了 合理的取值范围;其次,将用该计算方法得到的结果与现场实测数据对比分析,验证了本文计 算方法的合理性,并进一步分析研究了不同桩顶荷载作用下竖向受荷桩的桩身压缩与桩端土 体沉降所占比重关系、桩身轴力分布规律以及桩侧摩阻力发挥特性等 .本文的计算方法参数 明确,应用简便,可以为桩基础设计提供更为准确的沉降值,具有广泛的工程应用前景.

    • 基于透明土的梅花桩沉桩挤土效应

      2022, 49(7):205-213.

      摘要 (64) HTML (0) PDF 7.00 M (49) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究梅花桩沉桩挤土效应,开展了一系列梅花桩沉入透明土的模型试验. 结合 透明土和粒子图像测速技术,采用静压桩方法研究了梅花桩沉桩过程中不同阶段桩周土位移 变化特征. 根据圆孔扩张理论和梅花桩的几何特性,建立了一种简单的修正圆孔扩张理论,用 于分析梅花桩的沉桩挤土径向位移的分布规律以及挤土效应影响范围,同时利用数值计算方 法建立了梅花桩的沉桩挤土效应分析模型. 通过与梅花桩模型试验结果及修正扩孔理论分析 结果进行对比,验证了本文所提出的修正圆孔扩张理论的正确性和可靠性,揭示了梅花桩沉 桩过程中桩周土体的径向位移变化规律 . 研究结果表明,梅花桩静压沉桩挤土过渡区约为等 截面圆形桩的1.5倍,圆孔扩张区的挤土效应与等截面圆形桩的沉桩挤土效应规律基本一致, 梅花桩静压沉桩时桩端阻力、桩侧摩阻力和整体沉桩阻力分别是等截面圆形桩的1.0倍、1.38 倍和1.12倍.

    • 缩径基桩竖向承载性能的透明土试验研究

      2022, 49(7):214-221.

      摘要 (64) HTML (0) PDF 5.76 M (55) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于透明土试验,对1根完整基桩及8根缩径基桩进行了竖向加载试验,研究了缩 径基桩的竖向承载性能.利用MatPIV软件对桩周土体颗粒的散斑场进行处理,得到桩周土体 变形规律 .在此基础上,通过对比完整桩,分析了缩径基桩竖向承载力的变化原因 .研究结果 表明:缩径对基桩竖向承载力有显著的影响 . 当缩径长度为桩长 10% 时,承载力损失可达 45%;当缩径直径为桩径20%时,承载力损失27.3%.其原因为缩径尺寸较大时,缩径处的土体 产生斜向下变形,降低了桩身与土体的相对位移,减小了桩身侧摩阻力,导致基桩承载力减小. 对于某些工况,在缩径产生的阻力、桩端阻力及侧摩阻力的共同作用下基桩竖向承载力无变 化,但其沉降较大,不宜承载.当缩径位于桩身浅部与中部时,承载力损失明显;当缩径位于深 部时,缩径处土体与桩端土体会发生贯通现象,土体发生剪切破坏,削弱了桩的承载力 .研究 结果可为基桩的合理设计和加固提供一定的理论和技术参考.

    • 扩径体直径对钻扩混凝土桩桩周 土体影响的试验研究

      2022, 49(7):222-234.

      摘要 (71) HTML (0) PDF 13.81 M (192) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于室内砂土半面模型桩竖向加载试验,采用 VIC-3D非接触全场应变测量系统 实时记录荷载作用下桩周土体变形的动态发展过程,结合数字图像相关技术,获取了荷载作 用下桩周土体位移场分布特征,探究了扩径体周围土体破坏状态,研究了钻扩混凝土桩扩径 体直径对单桩承载力、位移分布规律、压缩区及沉陷区等的影响,并对主要压缩区和主要沉陷 区范围进行了定量分析.试验结果表明:随着扩径体直径的增加,钻扩混凝土桩承载力明显增 加,单桩荷载-位移曲线由陡降型变为缓变型;扩径体周围土体竖向位移和水平位移随桩顶位 移的增加而增大,但增加幅度受埋深、与扩径体距离及与压缩区边界距离的影响;不同埋深处 的土体水平位移呈“C”字形;桩周土体位移影响范围伴随扩径体直径增大而增大,并于扩径体 上下分别形成沉陷区与压缩区,且区域面积均与扩径体直径、桩顶位移存在正相关性. 通过非 线性曲面拟合,得出主要压缩区面积、主要沉陷区面积与扩径体直径、桩顶位移之间的函数关 系,可为主要压缩区和主要沉陷区范围的预估提供一定的借鉴和参考.

湖南大学学报(自然科学版)编辑部

年第卷第

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