挤密效应对砂土中水平受荷桩承载特性影响的小比尺模型试验研究
Study of Compacting Effect on the Load-bearing Characteristics of Horizontally Loaded Piles in Sand
桩基础是承受水平载荷最有效的基础形式之一,具有较好承载特性,能够满足建筑物正常使用的要求.预制桩在贯入土体后会引起周围土体变形,桩身对周围土体产生很大的横向压力,将土体中等同于桩身体积的土挤向周围而使之密实,桩身和桩端周围一定范围内的土会发生不同程度的扰动和重塑,进而使桩基承载力因挤密效应而产生影响.预制管桩的桩基直径、入土深度、桩端形式及土体相对密度等的不同都会导致打桩过程中桩基对周围土体挤压程度不同,因而对单桩水平承载力产生的影响程度也不同.挤土桩在受到风荷载、波浪荷载等水平循环荷载作用下承载力会发生较大的变化,如果设计时不考虑桩基在后续使用过程中可能遭受的循环荷载对桩基承载力的影响,可能会产生不经济的设计方案或桩基础的提前破坏.桩基础在砂土中的挤密效应与桩基的长径比、桩径以及土体相对密度密切相关,而不同位移幅值的循环荷载也会对桩基础的承载力产生不同的影响,因此本文通过室内模型试验及数值模拟的方法,研究分析了不同长径比、桩径以及土体相对密度下单桩基础在水平静力及循环荷载作用下的变形特性与承载力变化机理.基于深圳大学岩土工程实验室开发的数控双轴伺服运动平台,开展了砂土中不同桩径、不同埋深、不同砂土相对密度、不同位移幅值、不同桩头形式(开口桩和闭口桩)下水平静力及循环加载试验.研究发现在不同密实度砂土中,相同位移幅值时开口桩承载力始终弱于闭口桩,且随着位移幅值和埋深的增大,开口桩和闭口桩之间承载力差值在逐渐减小.桩径和土体相对密度都会对开口桩、闭口桩间承载力差值造成较大的影响.循环荷载作用下松砂中不同桩径的开口桩、闭口桩的桩基水平承载力都得到了较大提升,循环荷载位移幅值的增加也会提高单桩水平承载力,且位移幅值的增加对闭口桩的影响程度要大于开口桩.通过对室内模型试验的数值模拟发现,桩径及土体相对密度对桩基所受挤密效应有着较大影响,单桩弹塑性p-y模型中参数h的取值一般不大于1.0,而c_p取值根据挤密效应影响程度的不同取3.3到12.5之间,挤密效应对桩基影响越大,参数h的取值和参数c_p取值越大.
- 作者：
- 余中良
- 学位授予单位：
- 深圳大学
- 专业名称：
- 土木工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2018年
- 导师姓名：
- 苏栋
- 中图分类号：
- TU473.1
- 关键词：
- 单桩；水平静力加载；水平循环加载；挤密效应
- single pile; horizontal static loading; horizontal cyclic loading; compacting effect;