黏性土中开口与闭口模型管桩受力性状试验研究

为研究开口和闭口试桩在黏性土体静力沉桩过程中荷载传递规律及承载性能的差异性,采用桩身开槽预埋增敏微型光纤光栅传感器的方法,针对黏性地基土,开展两组不同桩端形式模型试桩承载性能对比试验,测得沉桩过程中压桩力、桩端阻力、桩侧摩阻力及桩身轴力发展变化规律。结果表明：光纤光栅传感器可实时监测沉桩过程中桩身受力状态;开口和闭口模型管桩的压桩力、桩端阻力等荷载均随着沉桩深度的增加呈增长趋势,而不同贯入深度下的桩身轴力却逐渐递减;黏性土中的静力压桩、开口管桩和闭口管桩的桩端阻力占比均超过50%;在桩侧摩阻力发挥上,双壁开口模型管桩外管是内管的3倍。当开口管桩贯入深度达到最大值90 cm时,土塞高度稳定在33 cm,此时,桩侧单位侧摩阻力的分布呈下大上小的形式。     

GFRP桩在泥炭质土中静压挤土效应试验

在泥炭质土中沉入3根直径分别为38、75和92 mm的玻璃纤维增强复合材料(glass fiber reinforce polymer,GFRP)模型桩,监测在沉桩过程中沿径向的地面隆起量、不同深度处径向挤土压力和桩身侧摩阻特性,得到沉桩时地面隆起量的分布规律,及与桩轴不同距离处沿深度方向的挤土压力变化规律.当沉桩深度达到0.15倍桩长时,出现最大地表隆起量,且最大地表隆起量出现在距桩轴1.50~2.50倍桩径处.沉桩结束后,径向挤土压力沿着深度方向逐渐增大.     

带受力盘塑料套管混凝土桩桥头处理研究

为研究带受力盘塑料套管混凝土桩(带受力盘TC桩)在桥头处理中的桩土应力比以及侧向位移情况,以上海市奉浦大道工程为依托,在桥头处理段埋设相关试验仪器。通过持续的数据监测,在积累了较多的实测数据的基础上,对所得数据进行科学分析,得出带受力盘TC桩桩土应力比分布,发现在较低的路堤填土下难以形成土拱效应;以及由于施工工艺使得路基下土层存在一个较长的土体回挤过程。最后指出在带受力盘TC桩施工完成后应施加足够的荷载并持续足够时间,使得桩周土能充分回挤,从而使得带受力盘TC桩能充分发挥其强度,减少桥头段沉降。     

软土地基预制桩沉桩对桩周土体扰动研究

预制桩作为挤土桩或部分挤土桩,在沉桩过程中会挤压周围土体、扰动土体结构。就软土地基预制桩沉桩对周围土体的扰动,采用有限元CEL方法对软土地基预制桩沉桩的全过程进行模拟,得到沉桩过程中和沉桩完成后桩周土体位移规律,并分析了土体弹性模量和泊松比对桩周土体位移的影响。结果表明：沉桩过程中,靠近桩身的土体受桩体拖曳作用,径向位移先增加后减小;沉桩完成后,桩周土体水平位移分布沿径向呈对数形式衰减;随着弹性模量的增加,桩周土体竖向位移逐渐增加;随着泊松比的增加,桩周土体径向位移和竖向位移均增加。     

H型护岸桩沉桩产生的超孔压及水平位移计算

H型桩由于特殊的截面形式,打桩过程引起的挤土效应特征不能简单地采用管桩的挤土规律代替。因此基于湖嘉申二期工程现场试验数据,研究其沉桩引起的超孔隙水压力和土体位移规律,通过修正的圆孔扩张模型考虑H型桩在扩孔时的特殊性,推导出适合H型桩的矩形孔扩张的计算公式。用该公式对沉桩产生的超孔压及土体位移进行计算,并与其他方法进行对比。结果表明,修正后的扩孔模型在计算H型桩的超孔压和土体位移方面充分考虑到孔隙水压力沿深度线性变化的特点,结果更加接近实测数据。     

淤质与粉质互层土中管桩沉桩过程的土压力

为了研究预应力空心开口管桩沉桩过程中周围土体中的土压力分析,选取杭州郊区某建筑工地进行现场试验.本次试验在试验场地内和防挤沟两侧共埋设了6组振弦式孔隙水压力计和土压力盒,并且在管桩桩端安装了一个土压力盒测试管桩沉桩过程中桩端土压力的变化情况.试验结果表明：在沉桩过程中,周围土体中的径向土压力呈先增大后减少趋势,随着深度的增加,径向土压力的影响越来越大;桩端阻力的变化与静力触探锥尖阻力的变化曲线较为相似,锥尖阻力的变化曲线相比桩端阻力表现出更为明显的波动.该试验结果能够为相关研究和设计提供参考和依据.     

海陆交互相沉积土中PHC管桩锤击沉桩施工效应现场试验研究

为了解海陆交互相沉积土中预应力高强混凝土(PHC)管桩锤击沉桩产生的施工效应,在长江口北岸选择典型场地开展了一系列现场试验研究。结果表明,超静孔压大小、上升与消散速度受土层性质决定,沉桩引起的超静孔压沿深度增大程度软土层高于粉土、砂土层。沉桩结束30d后,25～40m长PHC管桩单桩极限承载力可提高约33.5%。施工结束后相同龄期时,桩体越长单桩极限承载力提高的百分比相对越小。锤击法施工时每米锤击数与按孔压静力触探(CPTU)测试所得管桩总贯入阻力间有很好的线性相关性。     

砂土中静压桩挤土效应的研究

为了研究静压桩在砂土中沉桩时的挤土效应,采用有限元模拟软件ABAQUS建立静压桩贯入的三维模型。采用Mohr-Coulomb屈服准则,考虑大变形以及位移的非线性、材料的非线性,利用位移贯入法实现桩的连续贯入,并利用室内物理模型试验验证了数值模拟的可行性。对模拟结果进行分析,得到沉桩过程中不同路径上应力和位移的变化曲线图。结果表明:当沉桩深度为5倍桩径时,地表土竖向和水平向位移均在距桩轴线1.2倍的桩径处达到最大值;随着静压桩的不断贯入,土体的水平和竖向位移最大值在逐渐增大,且增速趋于平缓;水平和竖直应力随着沉桩深度的增加而先增大后减小,在桩尖处出现明显的应力集中现象;随着径向距离增加,土体应力迅速减小。     

黏弹性土中半透水管桩沉桩后孔压消散解析解

研究了黏弹性土中管桩沉桩后的固结问题.将土视为适合Mechant模型的黏弹性材料,在弹性解答的基础上,根据对应性原理,经拉普拉斯变换、弹性参数代换和拉普拉斯逆变换等手段得出黏弹性问题的控制方程.通过分离变量法对本征值问题进行求解,在求解过程中考虑了管桩桩体的可渗透性,认为桩体为半渗透材料,给出混凝土管桩沉桩后桩周土中超静孔隙水压力消散的解析解,分析了孔压消散的因素影响.结果表明,土的黏弹性对孔压消散有明显影响,土的黏滞系数越大,超静孔压消散越快;在土的渗透性较小时桩身渗透对孔压消散有较大影响.     

基于球孔扩张理论的静压桩桩端阻力解析解

为了研究静压桩在饱和黏土中的沉桩端阻力,利用球孔扩张理论推导出极限桩端阻力的计算公式,并通过室内模型试验测量出不同深度桩端阻力的数值.结果表明,静压沉桩过程中桩端阻力随着压桩深度先是呈快速增长,之后渐渐变缓且趋于平稳.极限桩端阻力的理论值是随着桩体半径呈二次曲线增长的,随着土体粘聚力的增大而增大,也随着内摩擦角的增大而变大.经对比分析可知,对于长桩采用本文理论方法所求得的极限端阻力计算值更贴近沉桩终止时的实测值.     

H型预应力混凝土护岸桩现场试验研究

为研究H型预应力混凝土护岸桩在内河航道中的适用性,结合湖嘉申线二期航道改建工程,开展了现场试验,对桩土界面处土压力以及桩体内部应力应变进行监测。监测结果表明：背水侧土体的位移受到老护岸和上部荷载的约束,土体被挤得更密实,水平土压力较大;而临水侧是河流且接近河流中轴线,水平土压力较小,最终水平土压力系数在1.1～1.2左右;桩体内部应力大于该型号H型护岸桩的混凝土有效预压应力,沉桩后各测点压应变减小。基于试验结果,对H型护岸桩土压力的计算方法进行了优化,使其更接近于实测值。     

透水管桩的群桩沉桩室内模型试验研究

本文基于室内模型试验,通过透水管桩和普通管桩沉桩模型试验对比,探究群桩情况下,透水管桩加速桩周土超静孔隙水压力消散的效果和规律。通过试验表明透水管桩更有利于桩周土超静孔压消散,其促进作用沿深度方向递增,沿水平方向递减。透水管桩阻碍了沉桩完成后桩周土超静孔隙水压力的上升,从超静孔隙水压力产生的角度出发,降低了桩周土超静孔隙水压力的峰值,控制了整个桩周土超静孔隙水压力的水平,有利于超静孔隙水压力后期的消散。表明沉桩施工中,透水管桩提高了施工进度,降低了对周围环境的影响。     

紧邻建筑物深基坑中预应力混凝土护坡桩的设计计算

以实际工程为例,针对紧邻建筑物的深基坑,采用预应力钢筋混凝土护坡桩作为挡土支护结构,有效提高了支护结构的强度和刚度,且护坡桩设计中土压力的计算方法,对类似深基坑支护工程的设计计算具有一定的指导和借鉴作用。     

挤密碎石桩抗液化性能分析

给出了碎石桩处理可液化地基土孔隙水压力比计算公式,并结合工程实际,考虑径向排水及垂向排水条件下,对孔隙水压力比进行计算,结果表明,经碎石桩处理后可液化地基土完全消除液化.     

不同直径单桩静压贯入力学特性模型试验研究

为探讨不同桩径静力压入单桩的贯入力学特性，设计了不同桩径的模型桩，基于光纤光栅（Fiber Bragg Grating，简称FBG）传感技术，开展了黏性土中静压贯入两种不同直径单桩的模型试验研究。结果表明：试桩的压桩力基本呈线性增加趋势，桩径越大，压桩力越大；桩径不同会影响单桩的荷载传递性能，由于桩径越大挤土效应越明显，沿深度方向的桩身轴力传递性能优于小桩径桩；桩身单位侧摩阻力随深度增大而增大，桩径越大，对土体的侧向挤压力越大，桩身单位侧摩阻力越大；同一深度，两种不同直径单桩桩身单位侧摩阻力都出现“侧阻退化”现象，“侧阻退化”现象随着贯入深度的增加越明显，且桩径越大，桩身单位侧摩阻力退化越显著；均质黏性土地层静压沉桩阻力主要为桩端阻力，沉桩结束时，试桩桩端阻力占沉桩阻力的比例分别为59.5%和66.2%，不同的桩身直径既影响桩端阻力，又影响桩侧阻力。确定静压贯入沉桩阻力时，考虑基于黏性土的侧阻退化后实际值更为合理。     

微型桩群加固边坡受力特性离心模型试验研究

采用黏土为边坡介质,土压力盒、位移计、应变片等为测试手段,进行了裸坡与微型桩群加固边坡的离心模型试验,研究微型桩群加固边坡的受力机理。试验结果表明,加桩边坡模型的坡面水平位移远比裸坡模型小,且桩间距越小,坡面水平位移越小。加桩模型中第一排桩桩侧土压力随时间逐渐减小,土压力总体上沿深度方向逐渐增大,第二排桩桩侧土压力时程曲线与第一排桩土压力的时程曲线有一定的相似性;试验开始阶段,坡体产生的土压力第二排桩承担比例较第一排桩大,随着试验的进行,第一排桩承担比例会逐渐增大,试验结束时,桩间距为2.0cm模型中第一排桩与第二排桩的土压力分担比为：1：0.8,桩间距为3.0cm模型中第一排桩与第二排桩的土压力分担比为：1：0.6,且桩间距越大,第一排桩所承担的土压力越大。桩体上各测点弯矩随时间呈复杂的非线性关系,弯矩数值由正值单调减小为负值,弯矩变化的梯度随时间减小;第一排桩桩身正弯矩最大值出现在9.5cm附近,负弯矩最大值出现在底部的12.5cm位置;第二排桩桩身正弯矩最大值出现在7.5cm附近,负弯矩最大值出现在5.0cm附近;第一、第二两排桩在5.0～10.0cm深度区间内由于边坡内土体滑动带的影响,造成弯矩变化剧烈。研究结果可为微型桩的设计提供一定的科学依据。