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基于桩-土界面剪切特性的单桩沉降和承载问题研究 被引量:2
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作者 叶帅华 辛亮亮 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1457-1471,共15页
近年来,西北地区出现了许多高填方场地,为减小建筑物基础的不均匀沉降,基础类型广泛使用桩基础。与一般场地不同,黄土填方场地中的单桩桩周土受力后仍会产生较大的变形,该类场地单桩沉降机制复杂。桩顶总沉降计算是桩基设计的重要依据,... 近年来,西北地区出现了许多高填方场地,为减小建筑物基础的不均匀沉降,基础类型广泛使用桩基础。与一般场地不同,黄土填方场地中的单桩桩周土受力后仍会产生较大的变形,该类场地单桩沉降机制复杂。桩顶总沉降计算是桩基设计的重要依据,为此,建立了高填方黄土场地单桩桩顶总沉降计算模型。基于传统的荷载传递法和剪切位移法,分别考虑桩-土界面的桩-土相互作用和桩-土界面外剪切带土体的剪切变形。依据桩端边界,将单桩类型分为摩擦桩和端承摩擦桩,分别建立桩周土弹性阶段和塑性阶段的桩身位移控制微分方程,结合边界条件进行求解,得到桩身位移、轴力、侧摩阻力,并通过弹塑性理论求解了桩周土剪切带土体剪切变形,进而通过叠加原理求得桩顶总沉降。用桩长与桩周土塑性发展深度的比值,定义了桩基承载力安全系数K。通过算例分析与现场试验数据对比分析,研究结果表明:使用新的模型计算得到的桩顶总沉降与现场试验结果相近;当桩顶荷载较小、桩周土处于弹性阶段时,桩端边界对桩身轴力、位移和侧摩阻力影响很小,但桩周土进入塑性滑移阶段后,桩端边界的影响开始变大,考虑桩端土的承载能力会极大提高单桩极限承载力;建立了将荷载传递法和剪切位移法综合起来的计算模型,不仅可以考虑桩-土界面的相对滑移,还可以计算桩-土界面外土体剪切带的剪切变形,使得桩顶总沉降计算更加精确,可为类似场地中单桩沉降的分析与控制提供一定的参考。 展开更多
关键词 荷载传递法 剪切位移法 桩-土界面 -剪切带 顶沉降 承载特性分析
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基于扰动状态概念水泥土桩-土界面强度演化规律研究
2
作者 陈昌富 廖佳卉 +2 位作者 蔡焕 张嘉睿 李伟 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期23-32,共10页
通过设计并制作不同养护龄期(7、14、28、35及60 d)的水泥土桩-土单元体试样,开展水泥土桩-土界面的力学性能试验,测得了各龄期下水泥土桩-土界面的剪应力-剪切位移全过程曲线,并以此建立了水泥土桩-土界面峰值抗剪强度及残余抗剪强度... 通过设计并制作不同养护龄期(7、14、28、35及60 d)的水泥土桩-土单元体试样,开展水泥土桩-土界面的力学性能试验,测得了各龄期下水泥土桩-土界面的剪应力-剪切位移全过程曲线,并以此建立了水泥土桩-土界面峰值抗剪强度及残余抗剪强度随龄期变化的双曲线型演化模型.同时,开展了与单元体试样同龄期的水泥土桩体材料的单轴和三轴压缩试验以及土体的三轴压缩试验,得到了水泥土桩体的单轴抗压强度和抗剪强度指标(即黏聚力c和内摩擦角φ)随养护龄期的演化规律和演化模型,且试验结果表明水泥土桩-土界面抗剪强度与水泥土桩体单轴抗压强度之间呈线性关系.最后,引入扰动状态概念理论,基于试验结果建立了水泥土桩-土界面的剪应力-剪切位移关系随试样养护龄期的演化模型,该模型计算结果与实测值吻合良好,可为水泥土类桩的荷载传递规律的理论分析和数值模拟提供可靠的计算模型. 展开更多
关键词 水泥桩-土界面 单元体试验 扰动状态概念 演化模型
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超长灌注桩桩-土界面剪切试验研究 被引量:39
3
作者 李永辉 王卫东 +1 位作者 黄茂松 郭院成 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1981-1988,共8页
为研究超长灌注桩桩侧与土体接触界面的剪切力学行为,采用大型界面剪切仪,开展混凝土与粉质黏土、粉细砂土接触界面剪切试验。针对钻孔灌注桩泥浆护壁施工特点及后注浆工艺的应用,在混凝土与粉细砂土界面设置膨润土泥皮或膨润土泥皮与... 为研究超长灌注桩桩侧与土体接触界面的剪切力学行为,采用大型界面剪切仪,开展混凝土与粉质黏土、粉细砂土接触界面剪切试验。针对钻孔灌注桩泥浆护壁施工特点及后注浆工艺的应用,在混凝土与粉细砂土界面设置膨润土泥皮或膨润土泥皮与水泥浆,以研究泥皮及存在泥皮时注浆对界面剪切性状的影响。试验结果表明:界面剪切应力随剪切位移增加逐步达到极限值,之后,剪切应力保持基本不变或出现软化现象;土体类型及法向应力大小对界面剪切力学行为具有较大的影响;粉细砂土-混凝土界面摩擦角与土体有效内摩擦角相近,存在泥皮时,界面摩擦角降低达40%,泥皮的润滑作用较大地削弱了界面的剪切性能;存在泥皮情况下,注浆后界面摩擦角较泥皮界面提高近1倍,水泥浆的注入不仅消除了泥皮产生的不利影响,也有利于进一步改善界面剪切性能,提高其抗剪强度;泥皮及注浆对界面剪切应力与剪切位移关系亦有较大的影响;界面剪切作用对土体具有一定的影响范围,并在接触界面附近土体中逐渐形成剪切破坏带,剪切过程中界面呈现出由剪切位移阶段逐步过渡至剪切滑移阶段;此外,在剪切过程中,不同界面类型的土体变形存在较大差异。 展开更多
关键词 超长灌注 桩-土界面 剪切界面 剪切应力 剪切位移
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超长灌注桩桩-土界面剪切模型及其有限元模拟 被引量:21
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作者 王卫东 李永辉 吴江斌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期3818-3824,3832,共8页
由于超长灌注桩为摩擦型桩,建立合适的桩-土界面剪切模型将成为合理且有效地模拟分析其承载变形特性的关键。基于超长灌注桩桩侧摩阻力随桩-土相对位移w发挥性状,将-w关系定义为硬化和软化两种类型,进而将桩侧摩阻力发挥模式分为全硬化... 由于超长灌注桩为摩擦型桩,建立合适的桩-土界面剪切模型将成为合理且有效地模拟分析其承载变形特性的关键。基于超长灌注桩桩侧摩阻力随桩-土相对位移w发挥性状,将-w关系定义为硬化和软化两种类型,进而将桩侧摩阻力发挥模式分为全硬化模式、全软化模式和混合模式。建立超长灌注桩桩-土界面剪切硬化模型和软化模型,运用ABAQUS二次开发子程序FRIC将建立的剪切模型嵌入有限元,实现剪切模型的有限元模拟,单桩算例表明,剪切模型在ABAQUS中实现是成功的。运用建立的桩-土界面剪切模型对现场试验试桩进行有限元模拟,模拟结果与实测结果较为吻合,表明所建立的桩-土界面剪切模型及其有限元模拟对于超长灌注桩承载变形计算具有合理性和可行性。 展开更多
关键词 超长灌注 剪切模型 桩-土界面 有限元模拟
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静压桩桩-土界面滑动摩擦机制研究 被引量:23
5
作者 胡永强 汤连生 李兆源 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1288-1294,共7页
静压桩侧阻力的实质是桩-土之间的摩擦,但其机制研究并未使用目前成熟的摩擦学理论。系统地介绍了摩擦学中黏着摩擦机制和变形摩擦机制,进而利用其分析解释静压桩桩-土界面的滑动摩擦机制,并得到较好的效果,为桩侧摩阻力的研究提供了新... 静压桩侧阻力的实质是桩-土之间的摩擦,但其机制研究并未使用目前成熟的摩擦学理论。系统地介绍了摩擦学中黏着摩擦机制和变形摩擦机制,进而利用其分析解释静压桩桩-土界面的滑动摩擦机制,并得到较好的效果,为桩侧摩阻力的研究提供了新的思路。研究结果表明,桩-土之间的干摩擦是外摩擦;沉桩过程中桩-土之间的滑动摩擦是泥浆润滑下的湿摩擦,从而使桩侧阻力远小于载荷试验时的桩侧阻力;沉桩停顿使压桩力急剧增大的主要原因是:泥浆润滑膜的消失使桩-土之间的摩擦从湿摩擦变为干摩擦;载荷试验在桩破坏前桩-土之间的摩擦是干摩擦;桩端附近桩侧阻力强化的主要原因是:桩端土的强度提高引起桩端附近切向力的增大,从而导致桩-土之间摩擦系数提高。 展开更多
关键词 静压 桩-土界面 滑动摩擦 黏着摩擦机制 侧摩阻力
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恒刚度桩-土界面循环弱化机制
6
作者 刘俊伟 朱娜 +3 位作者 凌贤长 万志朋 黄孝义 赵国晓 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期1163-1169,1246,1247,共9页
桩-土界面循环弱化机制对于桩体的承载性能具有控制作用,基于自主研发的大尺度恒刚度界面剪切仪,进行不同剪切位移幅值和初始法向应力下恒刚度桩-土界面循环弱化机制研究,并推导出可用于预测不同试验条件下剪切应力的弱化公式。结果表明... 桩-土界面循环弱化机制对于桩体的承载性能具有控制作用,基于自主研发的大尺度恒刚度界面剪切仪,进行不同剪切位移幅值和初始法向应力下恒刚度桩-土界面循环弱化机制研究,并推导出可用于预测不同试验条件下剪切应力的弱化公式。结果表明:界面剪切应力-剪切位移关系曲线呈“闭回环”状发展;随着循环次数的增加剪切应力不断弱化,弱化主要发生在剪切的初始阶段,其主要原因为桩-土界面土颗粒的重新排列和剪碎细化,界面出现减压软化现象;初始法向应力越大,剪切位移幅值越大,随着循环次数的增加剪应力弱化速率越快。采用非线性对数型曲线进行拟合与真实数据曲线相似度达90%左右,对研究桩-土界面弱化机制具有一定的意义。 展开更多
关键词 桩-土界面 法向恒刚度 弱化效应 颗粒破碎 对数型弱化公式
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后注浆钢管桩桩-土界面力学特性及微观结构 被引量:9
7
作者 李伟 张楷 +3 位作者 郭超溢 崔强 张传庆 马海辉 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第19期8159-8165,共7页
后注浆微型钢管桩具备施工速度快、布置形式灵活、承载力高等优点,在输电线路基础工程中具有广阔的应用前景。目前有关注浆后桩-土界面力学行为与强度特性尚未得到定量认识,因此,需要开展后注浆钢管桩桩-土界面力学特性及微观结构的试... 后注浆微型钢管桩具备施工速度快、布置形式灵活、承载力高等优点,在输电线路基础工程中具有广阔的应用前景。目前有关注浆后桩-土界面力学行为与强度特性尚未得到定量认识,因此,需要开展后注浆钢管桩桩-土界面力学特性及微观结构的试验研究。依托国网沧州东光北变220 kV线路工程,对原状土和不注浆钢管桩、后注浆钢管桩桩侧不同水平距离处土体及桩-土界面进行现场取样,通过室内试验分析了注浆作用对土样变形及抗剪强度参数的影响,借助微米CT扫描仪和扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)测试手段,从微观层面对比分析注浆作用下桩-土界面结构的变化及浆液进入原状土体的程度及分布特征。结果表明:注浆后浆液的渗入使得土体结构更加密实且黏聚力明显增大,但浆液影响范围有限。研究成果可为该桩型加固机理的揭示及工程设计提供参考依据。 展开更多
关键词 后注浆 微型钢管 压缩变形 抗剪强度 微观结构 桩-土界面
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桩-砂土界面循环弱化宏细观机制 被引量:6
8
作者 刘俊伟 王明明 +2 位作者 凌贤长 黄孝义 李晓玲 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期146-153,共8页
循环荷载下桩-土界面研究是桩土体系相互作用的重要研究方向,循环荷载下桩-土界面弱化效应主要包括界面剪应力循环弱化、界面法向应力循环弱化以及界面砂土颗粒破碎机制3部分,三者彼此影响共同制约桩-土界面的承载性能.界面粗糙度是影响... 循环荷载下桩-土界面研究是桩土体系相互作用的重要研究方向,循环荷载下桩-土界面弱化效应主要包括界面剪应力循环弱化、界面法向应力循环弱化以及界面砂土颗粒破碎机制3部分,三者彼此影响共同制约桩-土界面的承载性能.界面粗糙度是影响桩-土界面力学机制的重要影响因素,为此,利用自主研发的可视化恒刚度界面剪切仪结合数字图像技术(DIC),研究不同界面粗糙度下桩-土界面循环弱化效应的宏细观机制.结果表明,界面剪应力、法向应力与剪切位移关系曲线分别呈"滞回环"和"碟"状发展;相同粗糙度下,界面剪应力、法向应力随循环次数的增加呈对数型弱化,界面粗糙度越大弱化系数越大;应力路径曲线呈"蝴蝶环"状发展,界面摩擦角随着界面相对粗糙度的增加而增大;界面剪切带随剪切循环数和界面粗糙度的增加逐渐增厚,30个循环剪切后剪切带厚度稳定在(4~5) D_(50);剪切带内颗粒破碎明显,相对破碎率为1. 86%~10. 25%,随粗糙度增大而增大. 展开更多
关键词 桩-土界面 恒刚度剪切 循环弱化 数字图像相关技术 颗粒破碎
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非饱和膨胀土-桩界面大型剪切试验与本构模拟 被引量:1
9
作者 张致远 钱建固 王成 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S02期207-210,共4页
目前对于膨胀土-桩接触面的研究较少,没有合适的接触面本构模型能够考虑土体含水率对接触面的影响,为揭示含水率影响下的膨胀土-桩接触面的强度特性以及在剪切过程中的剪胀性,对膨胀土-桩接触面开展不同含水率的大型直剪试验。试验结果... 目前对于膨胀土-桩接触面的研究较少,没有合适的接触面本构模型能够考虑土体含水率对接触面的影响,为揭示含水率影响下的膨胀土-桩接触面的强度特性以及在剪切过程中的剪胀性,对膨胀土-桩接触面开展不同含水率的大型直剪试验。试验结果表明,不同含水率和法向压力下的接触面剪切强度曲线均呈现硬化的特性,接触面法向位移均呈现先剪缩,达到相变状态后再发生剪胀,最终趋于临界状态的现象。提出了一个接触面弹塑性硬化本构模型,并将所提出模型通过Fortran语言编写为ABAQUS有限元软件的UINTER子程序,并对试验结果进行了应力-应变模拟,合理地再现了含水率对桩-土界面力学行为的影响规律。 展开更多
关键词 膨胀 桩-土界面 大型剪切试验 本构模型
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循环荷载作用下单桩动力模型试验与桩土界面特性研究 被引量:23
10
作者 章敏 王星华 +1 位作者 杨光程 谢李钊 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期1037-1044,共8页
通过开展红黏土中单桩轴向循环振动模型试验,研究不同循环荷载比和加载频率对桩长期动力特性的影响,从桩侧土剪切刚度和侧阻退化两方面出发,对循环荷载作用下桩顶累积沉降机制进行分析。在FLAC3D中,实现能够反映剪切刚度疲劳退化的修正H... 通过开展红黏土中单桩轴向循环振动模型试验,研究不同循环荷载比和加载频率对桩长期动力特性的影响,从桩侧土剪切刚度和侧阻退化两方面出发,对循环荷载作用下桩顶累积沉降机制进行分析。在FLAC3D中,实现能够反映剪切刚度疲劳退化的修正Hardin-Drnevich(H-D)模型,并对常法向刚度(CNS)循环剪切下侧阻退化进行数值模拟。试验发现,循环荷载幅值是桩顶累积沉降变化的重要影响因素;桩顶动刚度在加载初期要先经历一个迅速降低的短暂过渡阶段,之后则不随振次的增加而改变;桩身振动在桩周土中引起的超孔压较小,有效应力的降低不足于使侧阻力发生较大程度的退化;随着加载速度的增大,桩顶动刚度和加速度均随之增大。采用修正H-D模型得到的理论滞回曲线与数值结果基本吻合,验证了程序编制的正确性。 展开更多
关键词 黏性 动力模型试验 循环特性 桩-土界面 疲劳退化
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基于统计损伤本构模型的改进桩-土接触面模型研究 被引量:14
11
作者 李赛 汪优 +1 位作者 秦志浩 刘建华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1947-1955,共9页
建立准确合理的接触面本构模型是研究桩基承载力、沉降及变形等问题的前提。考虑桩-土界面初始剪切刚度的深度效应,提出基于统计损伤本构模型的无厚度接触面本构模型,根据剪切试验的数据对改进的接触面本构模型参数进行拟合,得到了不同... 建立准确合理的接触面本构模型是研究桩基承载力、沉降及变形等问题的前提。考虑桩-土界面初始剪切刚度的深度效应,提出基于统计损伤本构模型的无厚度接触面本构模型,根据剪切试验的数据对改进的接触面本构模型参数进行拟合,得到了不同法向应力下的模拟曲线。利用FLAC^(3D)软件内嵌的FISH语言,对桩-土界面进行改进本构模型的二次开发,提出的无厚度接触面模型合理地模拟出桩-土界面刚度的非线性,成功实现了桩-土剪切试验过程的数值模拟。计算结果表明:提出的无厚度接触面本构模型能够合理地模拟桩-土界面的力学行为,可以描述接触面刚度的非线性变化,也适于程序化计算,拓展了接触面统计损伤本构模型的应用领域,为深入探讨桩基承载变形性状奠定了基础。 展开更多
关键词 桩-土界面 无厚度接触面 统计损伤本构模型 数值模拟
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能源桩-土体接触力学特征试验装置的研发与应用
12
作者 高雨龙 张丹 吴冠中 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期673-677,共5页
研发了能源桩-土界面特性测试仪,在测试仪中安装可控温钢筋混凝土模型桩,在桩周围填充各类土体,模拟不同地基中的能源桩。通过对土体施加一定的恒定竖向荷载模拟不同深度的土层。模型桩中安装有换热管,利用低温恒温水浴,通过循环液控制... 研发了能源桩-土界面特性测试仪,在测试仪中安装可控温钢筋混凝土模型桩,在桩周围填充各类土体,模拟不同地基中的能源桩。通过对土体施加一定的恒定竖向荷载模拟不同深度的土层。模型桩中安装有换热管,利用低温恒温水浴,通过循环液控制桩体的温度,模拟能源桩吸热、放热过程。利用铂电阻温度传感器测量桩和土体的温度;利用安装在桩体表面上的微型土压力计测量桩-土界面的法向应力;利用FBG准分布式光纤传感技术测量桩体的周向变形。以砂土地基为例,通过冷热循环试验,准确得到了桩温、土温、桩-土界面的法向应力和桩的周向变形,说明EPSICA可以用于揭示桩-土界面的接触力学特征,为能源桩的热、力学行为研究提供了新的手段。 展开更多
关键词 能源桩-土界面特性测试仪(EPSICA) 模型试验 法向应力 周向变形
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砂性土中钢管桩水平承载特性模型试验 被引量:4
13
作者 王小龙 顾圣东 +1 位作者 任亚群 龚维明 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2020年第2期164-170,共7页
为探究不同桩径的钢管桩水平承载特性及桩土相互作用机理,通过水平荷载作用下钢管桩承载特性的模型试验和PIV(particle image velocimetry)成像技术,研究桩径对钢管桩水平承载特性的影响及桩土界面受力机理。室内试验包括半模型和全模... 为探究不同桩径的钢管桩水平承载特性及桩土相互作用机理,通过水平荷载作用下钢管桩承载特性的模型试验和PIV(particle image velocimetry)成像技术,研究桩径对钢管桩水平承载特性的影响及桩土界面受力机理。室内试验包括半模型和全模型试验,半模型试验主要分析桩在加载至破坏过程中桩侧位移的变化情况,全模型试验主要分析桩在加载至破坏过程中桩侧位移、弯矩及桩身剪力的变化情况。试验中通过采集桩身各截面应变、桩顶应力、桩顶及土层沉降、桩周土压力等数据实现对桩土相互作用过程的观测,并通过对试验数据的处理和分析,得到水平荷载作用下桩-土相互作用的规律。结果表明,桩径大小对其水平承载力影响较大,尺寸效应的影响在非线性阶段表现十分明显;钢管桩在水平荷载作用下其最大弯矩点在桩身中部靠上位置,且随着荷载的增加最大弯矩点向下移动,故在设计过程中可重点验算桩身中部附近的抗弯承载力;桩的刚柔性也是影响桩内力分布及桩侧土体发挥的关键因素;桩侧土体位移主要集中于5倍桩径以上位置,浅层土体对于抵抗水平荷载发挥关键性作用。 展开更多
关键词 钢管 水平承载特性 模型试验 桩-土界面受力机理
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粉质黏土中静力沉桩过程产生的孔压试验研究 被引量:2
14
作者 刘雪颖 王永洪 +3 位作者 张明义 孙绍霞 桑松魁 苗德滋 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2020年第8期106-112,共7页
静压管桩在实际工程中有着广泛应用,桩-土界面超孔隙水压力对静压桩的工作性能有着巨大影响。目前的研究多集中于桩周土中超孔隙水压力的分布,缺少对桩-土界面处应力的真实情况的研究。通过在桩身开孔、嵌入硅压阻式孔隙水压力传感器的... 静压管桩在实际工程中有着广泛应用,桩-土界面超孔隙水压力对静压桩的工作性能有着巨大影响。目前的研究多集中于桩周土中超孔隙水压力的分布,缺少对桩-土界面处应力的真实情况的研究。通过在桩身开孔、嵌入硅压阻式孔隙水压力传感器的方法,在黏性土体中开展了2组模型桩的室内静力压桩试验,对桩-土界面的孔隙水压力、超孔隙水压力的变化规律进行了研究。试验结果表明:利用硅压阻式传感器首次成功监测了沉桩过程中桩-土界面产生的孔隙水压力;2根试桩在沉桩过程中产生的桩-土界面孔隙水压力、超孔隙水压力均随着沉桩深度的增加而增大;同时2根试桩沉桩过程中产生的超孔隙水压力均较大,最大可达4.21 kPa,约为上覆有效土重的75%,在实际工程中需对沉桩过程中产生的较大超孔隙水压力加以重视;同一深度处的超孔隙水压力存在消散现象,随着深度的增加,消散程度逐渐减小;在实际工程中,需采取有效措施,防止超孔隙水压力过大。试验结果可为静压桩施工和桩-土界面理论研究提供参考。 展开更多
关键词 静力压 桩-土界面 孔隙水压力 超孔隙水压力 硅压阻式传感器
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温度与粗糙度对能量桩承载特性的影响
15
作者 冯义 《铁道工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期45-52,共8页
研究目的:浅层地热资源因其清洁和低温特点,受到能源开发的广泛关注。能量桩作为地源热泵技术的关键载体,其开发应用日益受到重视。鉴于温度对桩土界面力学特性的潜在影响,本研究通过不同温度和粗糙度条件下的桩土环剪试验,探讨界面摩... 研究目的:浅层地热资源因其清洁和低温特点,受到能源开发的广泛关注。能量桩作为地源热泵技术的关键载体,其开发应用日益受到重视。鉴于温度对桩土界面力学特性的潜在影响,本研究通过不同温度和粗糙度条件下的桩土环剪试验,探讨界面摩擦特性。基于环剪试验结果,提取数值模拟所需参数,并通过接触面模型对能量桩单桩在饱和粉土中的承载力进行数值分析。研究结论:(1)温度升高使桩土界面和粉土的抗剪强度略有下降,且温度对抗剪强度的影响随法向应力增加而递减;(2)通过4种不同法向应力条件下界面抗剪强度的拟合分析,发现内摩擦角在温度升高的情况下会有所减小,但其变化率小于10%;(3)增加接触面粗糙度显著提高抗剪强度,法向应力大于150 kPa时,抗剪强度提升约5%;(4)数值分析显示,温度较低时桩顶应力变化较小,且温度越高越早达到极限承载力,单桩极限承载力随温度升高而下降;接触面粗糙度越大,比例界限荷载越高,粗糙度为100μm相比60μm,提升幅度可达15%;(5)本文研究可为能量桩的应用提供参考。 展开更多
关键词 温度效应 桩-土界面 环剪试验 能量 粗糙度 模型 数值分析
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循环荷载下砂与钢板界面的弱化机制 被引量:6
16
作者 刘俊伟 朱娜 +1 位作者 王立忠 尚文昌 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1123-1130,共8页
针对桩-土界面的循环弱化机制,采用自主研发的大尺度恒刚度界面剪切仪,进行不同剪切位移幅值和初始法向应力下砂与钢板界面的循环剪切试验研究.研究结果表明,界面剪切应力、法向应力与剪切位移关系曲线分别呈"滞回环"和"... 针对桩-土界面的循环弱化机制,采用自主研发的大尺度恒刚度界面剪切仪,进行不同剪切位移幅值和初始法向应力下砂与钢板界面的循环剪切试验研究.研究结果表明,界面剪切应力、法向应力与剪切位移关系曲线分别呈"滞回环"和"阶梯"状发展,且随循环次数的增加趋于"扁平",相邻循环应力应变曲线趋于重合,两者的循环弱化速率均随初始法向应力和剪切位移幅值的增加而增大;同组试验不同循环下的最大剪切应力随循环次数的增加近似呈对数型弱化;循环剪切过程中界面摩擦角的发展趋势与剪切位移幅值密切相关;循环剪切形成毗邻界面1cm厚剪切带,剪切带内砂土颗粒破碎率达5%以上. 展开更多
关键词 桩-土界面 弱化效应 循环荷载 恒刚度 颗粒破碎
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基于Mindlin解分析隧道开挖对近邻桩基的影响 被引量:3
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作者 周锦强 王树英 +1 位作者 阳军生 傅金阳 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1075-1081,共7页
预测隧道开挖对邻近桩基产生的附件内力和变形对隧道建设具有重要意义。传统弹性地基梁法忽略了相邻桩-土界面单元的相互作用和桩-土界面的塑性变形,其预测结果与实际有较大出入。基于Mindlin解考虑桩-土界面单元相互作用,假设桩-土界... 预测隧道开挖对邻近桩基产生的附件内力和变形对隧道建设具有重要意义。传统弹性地基梁法忽略了相邻桩-土界面单元的相互作用和桩-土界面的塑性变形,其预测结果与实际有较大出入。基于Mindlin解考虑桩-土界面单元相互作用,假设桩-土界面为理想弹塑性体,根据摩尔-库仑准则得出桩侧土体的极限剪应力和极限土压力,可由本构方程得出隧道开挖引起的桩基附加内力和变形的塑性解。将该方法得到的塑性解与离心试验结果进行对比,验证了该方法的合理性。新方法考虑了桩身相邻桩-土界面单元的相互作用,得到的附加变形较传统地基梁解大。最后,讨论了桩-土界面塑性变形对桩基附加内力及变形的影响,由于不考虑桩-土界面塑性变形,导致桩基附加内力和变形产生较大偏差,并且随着地层损失率增加,偏差增大。 展开更多
关键词 隧道 MINDLIN解 桩-土界面
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改进型DIC技术在静压桩模型试验中的应用 被引量:5
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作者 陆烨 孙汉清 李航 《上海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期993-1001,共9页
目前数字图像匹配(digital image correlation, DIC)技术在岩土工程领域中的应用越来越广泛.在室内模型试验中采用DIC分析技术可实现对沉桩过程中桩周土体位移的测量,进而对桩周土体位移分布规律进行研究.但是位于桩-土界面处的薄层土... 目前数字图像匹配(digital image correlation, DIC)技术在岩土工程领域中的应用越来越广泛.在室内模型试验中采用DIC分析技术可实现对沉桩过程中桩周土体位移的测量,进而对桩周土体位移分布规律进行研究.但是位于桩-土界面处的薄层土厚度较小,其位移无法利用DIC技术进行测量,因此对DIC分析技术进行改进,可记录并计算桩-土界面土体位移场情况,从而研究沉桩过程中压桩速度和桩端深度对桩-土界面土体位移的影响规律.研究结果表明,桩体贯入时桩-土界面土体位移的规律可分为初始阶段和稳定阶段,初始阶段土体位移表现为急剧增大然后迅速减小,而稳定阶段土体位移在0 mm附近波动.总体来说,在砂土中压桩,桩-土界面土体随桩体贯入发生的位移较小.在同一桩端深度处,压桩速度越快,桩-土界面土体位移越大;当压桩速度相同时,桩体贯入深度越深,桩-土界面土体累计位移越大,稳定阶段反弹位移越小.研究结果对进一步揭示桩-土相互作用机理和桩-土界面受力变形机理具有一定的参考价值. 展开更多
关键词 改进型数字图像匹配(digital IMAGE correlation DIC)技术 细观测量 体竖向位移 桩-土界面
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基坑开挖卸荷下桩基抗拔承载力影响因素研究 被引量:6
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作者 饶凯 刘彦辉 +3 位作者 王际凯 黄展军 罗如平 石钰锋 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2023年第2期130-137,共8页
目前关于抗拔桩的研究多以桩侧摩阻力反映桩的承载性状,对于桩侧桩-土界面法向压力研究较少.鉴于此,采用Plaxis 3D有限元软件,研究基坑开挖后桩的极限抗拔承载力、桩侧摩阻力等的变化情况.结果表明:对桩承载力而言,桩周土体的粘聚力和... 目前关于抗拔桩的研究多以桩侧摩阻力反映桩的承载性状,对于桩侧桩-土界面法向压力研究较少.鉴于此,采用Plaxis 3D有限元软件,研究基坑开挖后桩的极限抗拔承载力、桩侧摩阻力等的变化情况.结果表明:对桩承载力而言,桩周土体的粘聚力和摩擦角影响较大;开挖的范围对桩的承载力影响较小,粉质黏土中基坑开挖宽度大于37.5倍桩径时,较未开挖时承载力损失比值为10.82%~17.83%,而砂土中基坑开挖宽度大于40倍桩径时,较未开挖时承载力损失比值为15.37%~33.01%;对桩-土界面法向压力曲线进行线性拟合并与未开挖状态下的斜率进行归一化分析,得到开挖后斜率与未开挖状态下的斜率比值,粉质黏土为9.18,砂土为34.92~40.94. 展开更多
关键词 抗拔 抗拔承载力 基坑开挖 桩-土界面法向压力
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An analytical p-y curve method based on compressive soil pressure model in sand soil 被引量:1
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作者 JIANG Jie FU Chen-zhi +2 位作者 WANG Shun-wei CHEN Chao-qi OU Xiao-duo 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2022年第6期1987-2004,共18页
With the high-quality development of urban buildings,higher requirements are come up with for lateral bearing capacity of laterally loaded piles.Consequently,a more accurate analysis to predict the lateral response of... With the high-quality development of urban buildings,higher requirements are come up with for lateral bearing capacity of laterally loaded piles.Consequently,a more accurate analysis to predict the lateral response of the pile within an allowable displacement is an important issue.However,the current p-y curve methods cannot fully take into account the pile-soil interaction,which will lead to a large calculation difference.In this paper,a new analytical p-y curve is established and a finite difference method for determining the lateral response of pile is proposed,which can consider the separation effect of pile-soil interface and the coefficient of circumferential friction resistance.In particular,an analytical expression is developed to determine the compressive soil pressure by dividing the compressive soil pressure into two parts:initial compressive soil pressure and increment of compressive soil pressure.In addition,the relationship between compressive soil pressure and horizontal displacement of the pile is established based on the reasonable assumption.The correctness of the proposed method is verified through four examples.Based on the verified method,a parametric analysis is also conducted to investigate the influences of factors on lateral response of the pile,including internal friction angle,pile length and elastic modulus of pile. 展开更多
关键词 laterally loaded piles compressive soil pressure model separation effect of pile-soil interface coefficient of circumferential friction resistance analytical p-y curve finite difference method
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