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题名考虑桩岩界面体积剪缩的灌注桩竖向荷载传递解析解
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作者
杨凯旋
赵衡
赵明华
加武荣
华旭刚
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机构
湖南大学土木工程学院
中铁二十局集团有限公司博士后科研工作站
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出处
《岩土工程学报》
北大核心
2025年第6期1229-1238,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(51978255)。
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文摘
当钻孔灌注桩深入软岩地层时,其竖向荷载传递行为与桩岩界面的粗糙度具有高度相关性,具体表现为孔壁与桩身的接触面在荷载作用下错动而剪胀并引起侧向约束(法向应力)的增加。现有基于Patton模型及其广义模型的桩岩界面建模方法可较好地模拟峰前剪胀过程中法向应力的增长过程;但其忽略了一个重要事实:当剪胀达到一定程度时,孔壁粗糙体将由于局部应力增加而破坏,此时由于剪胀过程所积蓄的系统内能将随粗糙体的断裂或破坏被迅速释放,在宏观上表现为桩岩界面的体积剪缩并引起法向应力的减小。为此,综合已有室内试验的观测结果并基于单边受压楔体的上限解,确定出三角形粗糙体破坏时将分离出一个新的三角形岩屑并沿着本文定义的剪缩角斜向滑动。在考虑粗糙体几何特征和运动学原理的基础上,利用能量准则求解了剪缩角以及峰后剪缩过程中的滑动摩擦力。随后,修正了已有的界面剪切模型并利用室内直剪试验的结果验证了桩岩界面剪切全过程的应力-位移预测曲线,并据此得到基桩竖向荷载传递解析解。参数分析表明半波长、剪胀角和岩石内摩擦角是影响剪缩角和单位侧阻力发挥的主要因素。
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关键词
基础工程
桩岩界面
竖向荷载传递
粗糙度
剪缩角
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Keywords
foundation engineering
shaft-rock joint
vertical load transfer
roughness
shear contraction angle
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分类号
TU43
[建筑科学—岩土工程]
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