混凝土芯水泥土复合桩混凝土-水泥土界面摩擦特性试验研究

混凝土芯水泥土复合桩是由高强度混凝土芯桩和水泥土组成的新型复合桩。芯桩-水泥土以及水泥土-桩周土之间的界面摩擦特性是影响复合桩荷载传递规律的关键因素,目前对芯桩-水泥土界面摩擦特性的研究还较少,而且常规的二维平面剪切试验也无法研究芯桩的直径和截面形状等因素对界面特性的影响。文章采用自主研发的三维桩土接触面剪切试验装置,模拟工程实际情况,对预制混凝土芯桩-水泥土界面摩擦特性进行研究。剪切试验结果表明：混凝土-水泥土界面在剪切试验过程中经历了弹性阶段、脆性破坏阶段和剪切滑移三个阶段,采用三折线模型可以较好地描述其本构关系;界面极限侧摩阻力与芯桩含芯率(或直径)密切相关,随含芯率增加表现为先大幅减小而后逐步趋于稳定;界面极限侧摩阻力与水泥土无侧限抗压强度存在近似线性关系,其值约为水泥土无侧限抗压强度的0.064～0.259倍,而界面残余侧摩阻力受含芯率和水泥土养护龄期的影响相对小;在芯桩侧表面积相同的情况下,圆芯复合桩界面极限侧摩阻力约为方芯复合桩的1.329倍;界面极限相对位移受含芯率、水泥土龄期及芯桩截面形状影响较小,基本在1.23～2.40mm。     

水泥土组合桩室内试验研究

水泥土组合桩是由水泥土和芯桩组成的组合桩型 ,二者的共同工作对水泥土组合桩的承载性状有重要影响。通过对混凝土芯桩与水泥土组合试件的静载荷试验 ,研究了水泥土强度及其他因素对芯桩与水泥土界面摩阻力的影响 ,为水泥土组合桩的设计施工提供了可靠依据     

水泥土桩的承载机理研究

利用传递函数法对水泥土桩的承载机理进行了研究 ,并对桩侧摩阻力的发展规律及单桩承载力的影响因素进行了讨论 ,其结论对水泥土桩的理论研究及工程应用具有一定的意义。     

关于夯实水泥土桩承载力的两个问题

夯实水泥土桩承载力的确定是夯实水泥土桩复合地基设计中的最关键问题,通过理论推演和简化分析,结合工程实践找到了夯实水泥土桩侧摩阻力和桩侧土层天然地基承载力标准值之间的理论关系。夯实水泥土桩单桩极限承载力标准值除以分项系数为单桩（容许）承载力标准值,通过上部结构荷载分项系数分析,得出结论,单桩承载力分析系数应采用1.65而不宜再采用2.0。     

含水率对桩-土界面剪切特性影响的试验研究

摩擦桩的承载性能决定于桩-土界面之间的剪切特性。为了研究含水率与土质条件等因素对摩擦桩侧摩阻力的影响,设计了摩擦桩的桩-土接触面剪切特性试验装置,进行了粉质黏土、粉土和细砂三种桩周土与三种含水率共9组室内试验。结果表明:摩擦桩的侧摩阻力随着桩的沉降均呈双曲线规律,其初始剪切刚度系数与达到极限摩阻力的沉降量临界值决定于土的类别和含水率大小,细砂的初始剪切刚度略高于相同压实系数的粉质黏土和细砂;而粉质黏土的极限侧摩阻力高于相同压实系数的粉土和细砂;含水率变化对粉土和细砂的极限摩阻力改变显著,而对粉质黏土的极限摩阻力变化相对不敏感,且极限摩阻力最大值均在最优含水率时发生。     

能量桩桩-土接触面力学特性室内试验研究

基于地源热泵桩埋管形式的能量桩技术逐渐在工程中得到推广应用;但是,针对冷热交换影响下能量桩的承载力特性研究相对较少,尤其针对能量桩-土接触面的摩擦力学特性研究相对更少。基于室内土工试验和南京地区3种具有代表性的典型土样,针对能量桩-黏土、能量桩-粉土和能量桩-砂土接触面的摩擦力学特性进行室内土工直剪试验;着重分析不同桩体温度和桩周土体含水率等情况下能量桩-土接触面力学特性。研究结果表明,相同含水率情况下,能量桩-黏土接触面的温度效应最明显、能量桩-粉土接触面的温度效应次之、能量桩-砂土接触面的温度效应最小;相同桩体温度情况下,桩周土体含水率的大小对能量桩-黏土接触面力学特性的影响最明显、对能量桩-砂土接触面力学特性的影响最小;相关研究成果为能量桩承载力的设计与计算提供一定的参考依据。     

水泥土搅拌桩承载力特性的试验研究

水泥土搅拌桩是近年来广泛应用的一种地基处理形式,本文通过100余根水泥土搅拌桩的静载荷试验结果分析,论述了软土地基中水泥土搅拌桩的荷载传递性状,初步探讨水泥土搅拌桩承载力的特性。     

水泥土桩复合地基中桩土分担荷载特性

1　前言复合地基的基本特点 ,是地基中的加强体与地基中的自然土体共同承担外部荷载的作用。经水泥桩加固后形成的水泥土桩复合地基 ,其特性不同于天然地基。在外荷载作用下 ,复合地基的应力场和位移场都发生了较大变化 ,在桩体上将产生应力集中。桩体和桩间土共同承担上部荷载。本文研究的桩土应力比等参数是影响复合地基承载力的重要因素 ,具有重要的理论意义和实际应用价值。2　桩土应力比桩土应力比 (ｎ)是指复合地基中桩顶上的平均应力和桩间土上的平均应力的比值。在桩土复合地基中设计的基本原则是使桩体和桩间土能最大限度的发挥作…     

夯实水泥土桩复合地基桩土应力比的研究

在夯实水泥土桩复合地基设计中,桩土应力比n、桩体应力集中系数μp、桩间土应力减小系数μs是非常重要的设计参数。本研究基于不同桩长的单桩及四桩复合地基,不同面积置换率的九桩复合地基现场载荷试验,通过测试元件量测复合地基的桩顶反力、地基土反力。分析了夯实水泥土桩复合地基的n、μs、μp的变化规律,并给出承载力特征值时n、μs、μp的取值范围及其影响因素。     

夯实水泥土楔形桩复合地基承载特性试验研究

 针对软土地基中的夯实水泥土桩复合地基,分别进行1组等截面桩和3组不同楔角楔形桩的9桩复合地基对比试验,研究4组复合地基在相同条件下的平均沉降和平均桩–土应力比随荷载变化的规律以及荷载传递规律。试验结果表明：夯实水泥土楔形桩能有效地调节桩–土沉降差和地基沉降,提高地基承载力;增大楔形桩的楔角能使桩体较早地发挥其承载性能,夯实水泥土楔形桩复合地基的平均桩–土应力比较夯实水泥土等截面桩复合地基的大;随侧壁倾角的增大,夯实水泥土楔形桩桩身轴力的衰减速率不断增大,随荷载传递深度不断减小,楔形桩的工作性状远优于等截面,且侧壁倾角越大,桩体的性状能得到较好地发挥。     

土工模袋砂界面摩擦特性试验研究

土工模袋砂界面特性指标对于各类模袋砂工程的设计至关重要。笔者开展了砂与土工模袋、土工模袋之间界面摩擦特性直剪试验;通过自制试验装置进行了模袋砂间界面摩擦试验,探讨了充填度对模袋砂间界面特性的影响;把试验结果用于典型工程实例变形和稳定性分析,并通过数值计算验证。研究结果表明:模袋与砂界面剪应力-位移关系表现出明显的非线性特征,剪应力峰值及其对应的位移随竖向压力的增大而增大,界面关系服从摩尔-库伦强度理论;砂与模袋间的摩擦角为30.3°,摩擦系数为0.58,黏聚力是3.1 kPa。土工模袋间界面关系也服从摩尔-库伦强度理论,摩擦角为21.3°,摩擦系数是0.39,黏聚力为1.29 kPa。模袋砂之间的摩擦特性指标则因充填度而异,受充填度影响显著,表现为充填度增大,摩擦角变大而粘聚力减小,抗剪强度增大,且竖向压力越大影响越明显。基于试验结果明确了洲头咀沉管隧道模袋砂围堰位移突变的原因及其稳定性,提出了设计控制指标;通过数值计算表明,基于界面摩擦试验结果分析所得结论合理。     

固有和诱发各向异性对击实粘性土强度和变形特性的影响

应用内外室压力不等的空心园柱扭剪仪，对击实粘性土进行了固有和诱发各向异性的试验研究。结果表明，击实粘性土具有明显的固有各向异性，它对土的应力应变关系、强度和变形特性都有不可忽视的影响；不同主应力方向的破坏强度最大差别可达３０％。试样的初始含水量和应力水平会影响固有各向异性程度。诱发各向异性可由卸载和主应力方向旋转产生，它对排水剪强度影响不大，但对应力应变关系和变形特性有较大影响。     

固有和诱发各向异性对击实粘性土强度和变形特性的影响

应用内外室压力不等的空心园柱扭剪仪，对击实粘性土进行了固有和诱发各向异性的试验研究。结果表明，击实粘性土具有明显的固有各向异性，它对土的应力应变关系、强度和变形特性都有不可忽视的影响；不同主应力方向的破坏强度最大差别可达３０％。试样的初始含水量和应力水平会影响固有各向异性程度。诱发各向异性可由卸载和主应力方向旋转产生，它对排水剪强度影响不大，但对应力应变关系和变形特性有较大影响。     

土工隔栅与土界面作用特性的试验研究

通过室内模型试验和现场测试的方法对路基工程中土工格栅与填土界面之间的相互作用特性进行了研究,分析了上覆荷载、层间厚度、压实度、埋设层数、埋设位置等因素对于格栅与土界面作用特性的影响规律.试验结果表明,随着上覆荷载的增大,界面拉应力基本呈线性增长,量值大约为竖向荷载的1/1000;在路堤中心线处的拉应力最大,往两侧逐渐减小;随层厚及压实度的增加,界面摩阻力逐渐增大,格栅界面作用逐渐增强.为保证土工格栅抗变形能力的充分发挥,实际工程中格栅的埋设应遵循"上疏下密"的原则.现场试验也表明,土工格栅有调整荷载分布的作用,对于减小路堤的不均匀沉降有明显的效果,从而对提高路基的稳定性能有较大作用.     

基于正交试验的加筋土界面摩擦影响因素分析

以河北省邢汾高速公路土工格栅加筋高填方路堤工程为背景,用正交设计表L18(37)安排了54组拉拔试验,分析了7个因素对加筋土界面摩擦特性的影响.试验结果表明,影响加筋土界面摩擦特性的因素主次顺序为上覆荷载、含水率、筋材距试验箱侧壁距离、拉拔速率、格栅类型、筋材水平埋入长度、干密度.其中,上覆荷载、含水率、筋材距试验箱侧壁距离、拉拔速率对筋-土界面摩擦特性的影响特别显著.通过分析筋-土界面拉拔摩擦系数与7个因素的关系,得到了各因素的优水平以及各因素在拉拔试验过程中的变化规律.     

载体桩在苏州地区的适用性分析

选择合适的桩型对工程经济性至关重要,结合大量工程资料,对苏州浅层第四纪地层物理力学指标进行了统计分析,对载体桩适宜的持力层进行了总结,并对各土层承载力进行了分类分析。结合已实施的工程案例,对载体桩的适用性进行了技术经济对比,表明载体桩在苏州地区具有较广泛的适用性。     

堆山工程填土力学性质试验研究

以镇江市蛋山堆山工程为背景,对填土进行击实试验,得到该土体的最大干密度和最优含水量分别为1.68 g/cm3、18.2%。当填土含水量接近最优含水量时,击实后孔隙比最小,压缩模量最大,填土强度参数随含水量增大而降低。三轴试验结果表明填土压实后摩擦角比原状土要大,内聚力与原状土接近。分析表明,堆山工程竣工后填土内含水量大小应介于最优含水量和天然含水量之间,其永久强度也应介于2种含水量对应的强度之间。     

滩涂地区土与不同结构材料接触面摩擦性能的试验研究

基于混凝土和钢两种不同结构材料,构成土—混凝土和土—钢两种复合体,采用江苏沿海滩涂地区土体,通过改进直剪仪研究土与不同结构材料接触面的摩擦性能及其时效性,并对两种不同结构材料进行沥青涂层,研究沥青涂层对其摩擦性能的影响。试验结果表明,法向应力越大摩阻力越大,摩阻力与法向应力呈近似直线关系。一般情况下,土与混凝土和钢两种结构材料接触面的摩阻力比纯土要低,粉质粘土—钢接触面的摩阻力比粉质粘土—混凝土高,粉土—混凝土接触面的摩阻力高于粉土—钢的摩阻力。随着法向应力的增加,摩阻力降低幅值由负转正,且越来越大。粉质粘土与混凝土和钢两种结构材料接触面的摩阻力具有明显的时效性,而粉土与其结构材料接触面摩阻力的时效性不明显。沥青涂层对接触面摩擦性能也有一定的影响,法向应力较小时,沥青涂层会降低摩阻力,法向应力较大时,沥青涂层反而会增加摩阻力。接触面的摩擦性能与土的类型、法向应力、结构材料、沥青涂层等均受不同程度的影响。     

Non-Uniform Settlement of Compacted Earth Structures Caused by the Deformation Characteristics of Unsaturated Soil on Wetting

The soil/water-coupled analysis for unsaturated soil mechanics with the finite element method is used to express the behavior of compacted earth structures exposed to rainfall. The constitutive model, which is proposed by Karube et al. (1996, 1997) and modified by Karube and Kawai (2001), is formulated for initial and boundary problems and coded as DACSAR-U (Iizuka et al., 2000). A deep fill, which consists of compacted, unsaturated soil, was analyzed with DACSAR-U. Different patterns of rainfall were applied to deep fills in finite element simulations. As a result, non-uniform settlement of deep fill can be calculated and the magnitude of settlement of deep fills is dependent on the amount of collapse, namely, the compression due to the decrease in suction. Moreover, delayed settlement due to rainfall and an accumulation of an irreversible settlement due to cyclic rainfall was observed.     

浅议压实填土密实度检测存在的问题及解决办法

本文主要针对压实填土密实度检测存在的问题及解决办法进行一定程度上的研究与分析。提出了一种校正法,并结合具体的实例,对其检验与论证。