基于桩土界面摩擦特性和桩周土体应力状态的基桩极限侧阻力分析

结合基桩承载过程中的桩周土体应力状态分析和桩土界面摩擦特性分析,推导出基于土体应力状态的沿桩土界面的土体抗剪强度计算模型和基于界面摩擦特性的界面抗剪强度计算模型。通过对比土体抗剪强度和界面抗剪强度,推导出受该两种强度耦合作用影响的极限侧阻力计算模型,并用上海某工程算例验证该模型的合理性和可行性,同时利用该模型分析不同类型的土的极限侧阻力随埋深的分布规律。结果显示:因内摩擦角和侧压力系数之间的不同关系,极限侧阻力随埋深表现出不同的分布特点,在特定关系下,存在一个临界深度,超过该深度极限侧阻力维持在一个稳定值甚至不断减小直至为零。     

桩极限侧阻力取值的几个问题

根据试桩资料的分析,指出了桩周不同位置的土体表现出不同的工作性状,单单依据桩的类型以粘性土的液性指数和砂性土的孔隙比等物理指标来确定桩侧土的极限阻力与实测结果往往存在很大的差异,建立桩侧阻力取值的合理方法具有十分重要的意义。     

静压沉桩法在西安地区的应用

１　静压沉桩的原理桩在垂直静压过程中,桩尖刺入土体使其产生冲剪破坏,且伴随发生沿桩身土体的剪切破坏和对桩周围土体进行排挤,引起地基土的侧向应力增加,导致桩侧土的密度增大,故在砂层内压入到一定深度后,阻力增大到一定程度,桩就难以继续沉入。但在软粘性土中,孔隙水受此冲剪挤压作用,形成不均匀水头,产生巨大的超孔隙水压力,破坏了土体的结构,使桩周一倍桩径范围内土体的抗剪强度大幅度降低,产生严重软化（粘性土）或液化（粉土、粉细砂）,桩侧摩擦力随之大幅度降低形成滑动摩阻,因而能将桩送入很大深度的地基中。压桩…     

竖向荷载下单桩与群桩变形性状的差异性研究

对单桩与群桩静载荷试验结果进行了分析对比，结果表明，承台与桩群的存在使得桩的极限承载力得到增强，群桩极限承载力大于各单桩极限承载力之和，同时群桩桩身各区段侧摩阻力的发挥也与单桩有较大的差别，在桩身上部，单桩最大侧摩阻力发挥时的桩顶位移小于群桩，在桩身下部则相反；单桩与群桩桩顶位移与端阻关系曲线类型相似，但单桩桩顶位移与端阻关系曲线位于群桩之下；桩间土反力在沉降较小时呈马鞍形分布，随着外荷载的增大，承台中部及边缘的地基土反力增加较桩侧附近快．群桩发生破坏之后，承台下地基土反力急剧增加，远大于地基土的极限承载力．     

十字板抗剪强度的影响因素分析

该文通过工程实例,详细地分析了十字板抗剪强度试验中,土的抗剪强度的主要影响因素:试验深度与抗剪强度的关系;重塑土与原状土抗剪强度的关系;土工试验指标与十字板抗剪强度的关系;土质均匀程度与十字板抗剪强度的关系;土的塑性指数与十字板抗剪强度的关系.提出了在实际工程中,抗剪强度指标客观合理的评价方法.     

皖南红层中钻孔灌注桩侧摩阻力试验及数值模拟

在皖南某地进行了典型红砂岩地层中钻孔灌注桩的静载试验,测得各级载荷下的桩顶沉降和若干断面处的桩轴力,获得桩的Q-S曲线,通过计算得到桩壁侧摩阻力值;用有限元方法对加载试验进行了模拟,获得不同荷载下桩壁侧摩阻力在深度上的分布规律.结果表明:在一定深度覆盖层以下的红砂岩中,桩侧摩阻力大小随深度加深而减小;红砂岩层中桩基侧摩阻力相当客观,极限侧摩阻力值高达800～900kPa,建议设计时取极限摩阻力500kPa,以保证设计经济合理.     

大直径开口钢管桩竖向承载特性试验研究

利用分布式光纤传感技术获得了大直径开口钢管桩在竖向压力下的桩身应变。在抗压静载试验的基础上,分析了桩身轴力、桩侧摩阻力和桩端阻力随桩顶荷载的发挥规律。桩身轴力沿深度的分布、各土层侧摩阻力和桩端阻力的发挥均与桩顶荷载的大小密切相关。在各级荷载下,桩身变形主要表现为轴向弹性压缩。假定桩端阻力主要来自土塞,分析了土塞与内壁的相互作用随桩顶荷载的变化。基于一维竖向平衡分析和有效土塞高度的研究,建议了大直径开口钢管桩的承载力计算方法,为工程设计提供了参考依据。     

土-结构接触面剪切试验与应力-位移模型

为研究土-结构接触面的力学特性,进行了4个不同含水率的土-结构接触面改进直剪试验,并结合数学特征对接触面的应力-位移模型进行研究。试验结果表明：① 土-岩石接触面、土体内部的抗剪强度均随含水率的增大而减小,而土-砖接触面的抗剪强度随含水率增大基本上先增大后减小;② 土-岩石接触面的抗剪强度总小于土体内部抗剪强度;③ 土-砖接触面的抗剪强度与土体内部抗剪强度的大小关系随含水率增大而变化。提出了一个新的接触面应力-位移复合指数模型,新模型对硬化型和软化型曲线都适用,克服了传统模型的缺陷。对比分析表明,新模型拟合结果与实测数据吻合良好。     

摩擦型长桩承载力计算的探讨

从分析摩擦型长桩的荷载传递机理出发, 指出了目前摩擦型长桩承载力计算公式的不足。按照荷载传递实际性状, 分析了桩-土相对位移与超长桩的承载性状之间的关系, 以桩土极限相对位移为界限, 将桩分为破坏滑移段L_z和非滑移段(L-L_z), 且探讨了Lz的计算。在非滑移段利用桩土接触面双曲线模型模拟桩侧摩阻力与桩土相对位移的关系, 得到非滑移段的桩侧摩阻力公式, 最后推导出了摩擦型长桩承载力计算总公式。实例表明, 该计算公式具有一定的理论及工程意义。     

增湿条件下合肥膨胀土的强度特性

用标准湿砂法和滴水法试验研究了合肥膨胀土抗剪强度参数c、(？)随含水量的变化关系,提出了合肥膨胀土随含水量变化的抗剪强度公式并给出了合肥膨胀土的强度参数。分析了膨胀土抗剪强度随含水量的变化机理。并给出了考虑含水量的强度曲面,提出临界含水量的概念。研究对合肥地区乃至江淮地区的膨胀土工程的设计和预测都具有十分重要的意义。     

黄土地基旋挖钻孔灌注桩荷载传递性状分析

本文通过在西安地区黄土地基旋挖钻孔灌注桩竖向静载荷试验中，采用应力测试元件的桩的不同截面轴力测试，分析了黄土地基中采用旋挖成孔工艺完成的灌注桩在竖向荷载作用下，桩身侧阻力的分布变化规律以及桩端阻力的发挥过程，探讨了桩的非饱和黄土段和饱和黄土段侧阻力随桩顶荷载及桩土间相对位移的变化特征，以及与黄土的工程性质及埋深关系     

基于桩端和桩侧阻力相互作用的超长桩承载力研究

对于超长桩顶部受力承载水平临近极限情况时,会出现桩端位置附近的摩阻力陡增的现象,且不同桩体周围的土体强度和桩—土接触面特性差异,产生该效果的力度也不尽相同。以超长摩擦型单桩承载性能分析为基础,构建了复杂介质环境下超长摩擦型单桩的桩—土受力模型,并将广义弹性原理和优化反分析理论进行结合,以此来计算复杂介质中的超长桩摩擦型单桩的承载机能和测试静载试验的沉降曲线。通过测试得到的桩周和端土力学数据,结合有限单元法对超长桩桩端和桩侧阻力的Mindin解进行修正计算,以此提高抗滑桩的桩端和侧阻力相互作用的计算精度。算例结果表明,考虑桩体附加侧摩阻力修正后的计算结果和测试值吻合程度很高,说明该方法对提高超长桩的桩端和侧阻力相互作用的计算精度、对指导工程施工具有较好的借鉴价值。     

夯实水泥土桩试验研究及数值分析

通过桩身埋设特制应力传感器的夯实水泥土桩单桩载荷试验获得的资料,分析了夯实水泥土桩桩身材料的应力应变关系、桩侧摩阻力与桩土相对位移的关系、夯实水泥土桩在荷载作用下轴力、侧摩阻力沿深度的分布特征。并运用荷载传递法结合Geddes公式对试验结果进行了分析,计算与实测数据具有较好的一致性。     

矿物成分对土力学特性影响的试验研究

利用TSZ-2型三轴仪对不同含水率及不同百分比含量的膨润土、高岭土以及石英粉等所制成的人工土样进行了三轴剪切试验,获得了矿物成分及其含量、围压、含水率等因素对土力学性质的影响。结果表明:当膨润土的含量≤25%时,土的抗剪强度随膨润土含量的增加而提高,含量25%时,土的抗剪强度随膨润土含量的增加而降低;当试样中高岭土含量≤37.5%时,土的抗剪强度随高岭土含量的增加而降低,含量37.5%时,情况则相反;在其他条件相同的情况下,随着试样中石英粉含量的增加,土的抗剪强度明显降低。矿物成分的含量对土抗剪强度的影响规律与土的含水率及围压均无关。土中粘性矿物成分增加,土的抗剪强度提高;对于矿物成分含量相同的试样,土的抗剪强度随含水率的增加而降低。     

天津东站地下变电站超长桩承载力试验研究

该文以天津东站地下变电站工程所使用的超长钻孔灌注桩为研究对象,采用锚固法进行超长桩的竖向抗压静荷载试验。试验结果表明:超长桩的荷载位移曲线为平缓型,属于典型的端承摩擦型桩曲线,且单桩的竖向抗压极限承载力均不小于试验最大荷载;桩身轴力的传递是自上而下进行的,即随着深度的增加轴力逐渐减小,并在荷载增加时,桩身轴力的传递性降低;桩身所承受荷载大部分由桩侧摩阻力提供,且由于地基土层性质的差异,桩侧摩阻力表现为随深度的“驼峰形”分布,当荷载达到一定值后,桩侧摩阻力不增反减,发生桩土软化的现象。     

不同桩长预应力混凝土管桩承载特性对比试验

通过对某工程桩身埋设应力计的预应力管桩进行静荷载试验,得到不同深度处地层的桩身轴力、侧阻力和端阻力,该文分析了不同桩长桩侧阻力、桩端阻力的发挥规律,对单桩承载力实测值与规范推荐值进行对比分析。研究表明,天津非软土场地预应力管桩桩端阻力和桩侧阻力所分担桩顶荷载的比例值一般为15%和85%,桩侧阻力取值对地表以下8～16d范围内的地基土,按规范查表所得值宜按0.6～0.7的系数折减,对于深部土层宜按1.3～1.6的系数提高;对桩端阻力,当持力层为粉质黏土、黏土时,应对规范查表值折减,折减系数可取0.8～0.9;当持力层为粉土、粉砂时,应对规范查表值适当提高,提高系数可取1.1～1.2。     

关于水平挤出法推剪试验计算方法的讨论

本文讨论了水平挤出法推剪试验的基本假定和极限平衡条件,指出了对于不同的土,可采用不同的方法计算土的抗剪强度。     

黄土地区土与混凝土接触界面大型直剪试验研究

通过改进的大型直剪仪进行粘土自身、粘土与混凝土4个含水率3个密度共64个试样的剪切试验.研究黄土地区土与混凝土接触界面抗剪强度随土体含水率以及土体密度变化规律,得到了不同密度土体在不同含水率不同正应力下土与混凝土接触界面的剪切应力应变曲线.由曲线可知土与混凝土接触界面的抗剪强度随土体含水率的增大均呈下降趋势、随土体密度增大呈增大趋势,表明土与混凝土接触界面的抗剪强度、摩擦角、粘聚力等力学参数与土体含水率以及土体密度密切相关.     

胶结性对钙质砂剪切特性影响的试验分析

为研究未胶结和胶结钙质砂的剪切特性,对其进行颗粒分析试验、直剪试验以及接触摩擦特性试验。结果表明:所用钙质砂样的主要粒径集中在0. 075 mm至1 mm之间,约占试样总质量的91. 7%;未胶结钙质砂的剪应力位移曲线具有较明显的应变软化特征,且内摩擦角远高于普通石英砂。而胶结后的钙质砂剪应力位移关系却转变为应变硬化趋势,同时粘聚力升高,内摩擦角降低,抗剪强度仅得到有限的提高。这说明胶结性对钙质砂的抗剪强度起到正反两方面的耦合作用,其固化钙质砂的效果不明显。同时,接触面剪切特性试验说明胶结不仅不能有效提高桩侧摩阻力,反而是导致钙质砂桩侧摩阻力低下的重要原因。     

含水率对排土场黏土抗剪强度参数的影响

为得到排土场非饱和黏土强度计算公式,在常规三轴仪上对不同含水率的原状土和重塑土进行不固结不排水(UU)试验,分析强度参数黏聚力和内摩擦角与含水率之间的关系。结合试验结果,得到了非饱和黏土的抗剪强度计算公式。实际工程应用中,测得土样的含水率,可以计算得出非饱和土的抗剪强度。