Y形桩竖向承载特性的透明土模型试验研究
针对沉管灌注桩圆形横截面无法最大程度地发挥桩本身潜在能力的情况,将振动沉管灌注桩的截面改为Y形而开发的Y形沉管灌注桩技术,很好地发挥了异形桩承载能力高和振动沉管灌注桩施工速度快的优点.目前Y形沉管灌注桩的各项研究仍处于发展阶段,其竖向承载性能的优越性在施工现场显而易见,但其与地下土体的相互作用机理则有待研究.将透明土运用到Y形桩和圆桩的对比模型试验中,开展对Y形桩竖向承载性能的研究:首先进行Y形桩透明土室内模型试验,通过单桩和群桩情况下圆桩和Y形桩的对比模型试验,通过PIV软件处理试验图片得到土体的位移场图片,对之分析的结果直观地说明其相较于圆桩的优越性,最后结合模型试验结论和既有计算理论对其承载特性进行理论研究.本文所做主要工作如下:1.基于自主开发设计且已授权的相关专利,对自行设计的透明土模型试验系统中所用到的材料和设备进行优化和改进,并对整套系统中各个材料、设备、模型桩等参数进行详细介绍和展示,归纳总结透明土的配置注意事项.2.运用自行设计的试验系统和试验方案,在单桩情况下,圆形和Y形模型桩进行了透明土内的沉桩对比试验、竖向加载的承载性能对比试验,通过Geo-PIV程序将试验图片进行分析处理,研究圆形和Y形模型桩的桩-土相互作用情况,证明相同截面下的Y形桩相比圆桩,其承载能力有显著优越性.3.考虑Y形桩的异形效应,基于已有的Y形桩桩端阻力不均匀分布模型和一般圆桩的极限承载能力计算理论,根据普通圆桩的破坏模式分析,将Y形桩转化成的等效圆桩后套用改进的Berezantze计算公式,并与之前的单桩试验结果相互印证,并且通过具体工程实例验证,再次论证Y形桩承载性能的优越性.4.在群桩情况下,对圆形和Y形模型桩进行透明土内的沉桩对比试验、竖向加载的承载性能对比试验,同样以软件对试验图片进行分析处理,一些位移场图片,以此分析群桩情况下两种桩型的差异性,经过比较,仍可认为Y形桩的承载性能优于圆形桩,实际工程中同等荷载下将会产生更小的沉降.
- 作者：
- 张强
- 学位授予单位：
- 安徽理工大学
- 专业名称：
- 土木工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2016年
- 导师姓名：
- 魏新江；王新泉
- 中图分类号：
- TU473.1
- 关键词：
- Y形桩；透明土；室内模型试验；异形效应；极限承载能力
- Y-section pile； Transparent soil； Laboratory model experiments； Abnormality effect； Ultimate bearing capacity