考虑桩土间黏滑机制的桩基沉降动态特性研究 被引量：1

1

作者 谢新宇 龚涛 +4 位作者 许纯泰 王忠瑾 娄扬 刘开富 张日红 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期264-272,共9页

基于桩基运动控制方程,对荷载作用下的桩基沉降动态特性进行了研究。首先,考虑桩土间黏滞与滑动两种接触状态,建立了一种考虑侧阻软化及侧阻恢复的桩土相互作用模型;然后采用该模型及修正三折线模型分别模拟桩与桩侧土以及桩端土间的相... 基于桩基运动控制方程,对荷载作用下的桩基沉降动态特性进行了研究。首先,考虑桩土间黏滞与滑动两种接触状态,建立了一种考虑侧阻软化及侧阻恢复的桩土相互作用模型;然后采用该模型及修正三折线模型分别模拟桩与桩侧土以及桩端土间的相互作用,结合有限差分法建立了考虑桩土间黏滑机制的桩基沉降分析方法;最后,基于建立的桩基受荷沉降分析方法,研究了桩基沉降的黏滑动态特性以及桩身的力学特性,并讨论了桩土相互作用模型中的参数对桩基沉降动态特性的影响。结果表明:当桩顶荷载接近桩基单级加载极限值,桩基沉降表现出黏滞位移与快速滑动位移交替的动态特性;桩身力学响应表现出加载路径相关性,与单级加载相比,分级加载时桩侧摩阻力能得到更好发挥,桩基极限承载力更高;提出的分析方法能够较好地模拟桩基静载试验沉降过程。 展开更多

关键词 桩 黏滑 侧阻软化 侧阻恢复 有限差分 沉降动态特性

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层状地基中静钻根植竹节桩单桩沉降计算 被引量：13

2

作者 周佳锦 龚晓南 +2 位作者 王奎华 张日红 王孟波 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期109-116,共8页

静钻根植竹节桩是一种由预制桩和水泥土组合而成的组合桩基,通过将预制桩和水泥土的复合弹性模量作为其桩身弹性模量,同时考虑桩身弹性模量沿桩身改变以及桩端水泥土扩大头的作用,采用理想弹塑性荷载传递函数提出了一种在均匀地基中静... 静钻根植竹节桩是一种由预制桩和水泥土组合而成的组合桩基,通过将预制桩和水泥土的复合弹性模量作为其桩身弹性模量,同时考虑桩身弹性模量沿桩身改变以及桩端水泥土扩大头的作用,采用理想弹塑性荷载传递函数提出了一种在均匀地基中静钻根植竹节桩单桩沉降计算方法。在此基础上,提出了静钻根植竹节桩在层状地基中荷载-位移曲线的递推计算方法。用所提出的计算方法对实际工程中的静钻根植竹节桩试桩的荷载-位移曲线进行计算,并与实测曲线进行比较,验证了所提计算方法的可靠性。选取土体基于预制桩的桩侧摩阻力值作为静钻根植竹节桩的侧摩阻力,计算所得极限承载力与实测极限承载力接近,说明静钻根植竹节桩桩-土接触面摩擦性质与预制桩桩-土接触面摩擦性质相似,且优于钻孔灌注桩桩-土界面摩擦性质。 展开更多

关键词 静钻根植竹节桩 水泥土 桩端扩大头 理想弹塑性模型 沉降计算

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带肋竹节桩竖向抗压承载力影响因素分析 被引量：10

3

作者 王忠瑾 方鹏飞 +3 位作者 谢新宇 王奎华 王文军 李金柱 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S2期381-388,共8页

带肋竹节桩作为一种新型桩基,其竖向承载能力较普通管桩高,关于其承载特性的理论研究较少。基于现场实测对比试验分析,采用ABAQUS有限元计算对带肋竹节桩的承载特性进行研究,分析带肋竹节桩抗压承载力与竹节数、桩土模量比、肋径比、摩... 带肋竹节桩作为一种新型桩基,其竖向承载能力较普通管桩高,关于其承载特性的理论研究较少。基于现场实测对比试验分析,采用ABAQUS有限元计算对带肋竹节桩的承载特性进行研究,分析带肋竹节桩抗压承载力与竹节数、桩土模量比、肋径比、摩擦系数等参数的关系。研究表明,相对于普通预应力管桩,带肋竹节桩竖向抗压承载力的增大存在最优竹节数;带肋预应力竹节桩极限承载力随桩土模量比的增大而减小,最后趋于定值;随肋径比的增大,其极限承载力先增大后减小;随摩擦系数的增大,其极限承载力与承载力增强系数呈线性增大。在计算分析的基础上给出带肋竹节桩承载力影响因素,为相关工程设计提供一定的参考。 展开更多

关键词 带肋竹节桩 增强系数 桩土模量比 承载特性 有限元

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静钻根植能源桩技术及其应用 被引量：4

4

作者 方鹏飞 张日红 +5 位作者 娄扬 刘春阳 潘卫杰 张秋善 王忠瑾 谢新宇 《深圳大学学报（理工版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期101-109,共9页

能源桩作为一种浅层地温能利用的建筑节能技术,是建筑运行阶段减少碳排放的主要途径之一.结合静钻根植桩的特点,提出静钻根植能源桩技术及施工工艺.结合实际工程,开展静钻根植能源桩的短期工况和长期工况热力试验,分析桩身温度变化、性... 能源桩作为一种浅层地温能利用的建筑节能技术,是建筑运行阶段减少碳排放的主要途径之一.结合静钻根植桩的特点,提出静钻根植能源桩技术及施工工艺.结合实际工程,开展静钻根植能源桩的短期工况和长期工况热力试验,分析桩身温度变化、性能系数、桩身轴向附加应力和桩侧附加摩阻力等变化规律.试验结果表明,桩身温度随时间逐渐升高,而性能系数随时间的推移逐渐降低,并最终稳定于一恒值.桩身轴向附加应力和桩侧附加摩阻力的发挥性状受桩顶、桩端约束条件的制约.短期工况试验中,桩身轴向附加应力呈中间大两头小的分布形式,桩侧附加摩阻力分布存在一个零点;长期工况下,桩身轴向附加应力呈现两端大中间小的分布形式,桩侧附加摩阻力分布规律与时间、温度和约束条件等因素有关,桩身从一个零点逐渐演变为3个.研究结果可为能源桩技术的进一步推广应用提供理论参考. 展开更多

关键词 桩基工程 能源桩 静钻根植能源桩 施工工艺 热力试验 性能系数 轴向热应力 附加摩阻力 零点

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静钻根植竹节桩抗压与抗拔对比研究 被引量：10

5

作者 龚晓南 解才 +2 位作者 周佳锦 邵佳函 舒佳明 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期1467-1474,共8页

静钻根植竹节桩是一种新型组合桩基础.大量试验研究表明,桩受到上拔荷载与压荷载时,桩侧极限摩阻力存在差异,并将抗拔桩与抗压桩极限侧摩阻力比值定义为抗拔侧摩阻力折减系数.为了研究静钻根植竹节桩在软土地基中抗拔与抗压条件下侧摩... 静钻根植竹节桩是一种新型组合桩基础.大量试验研究表明,桩受到上拔荷载与压荷载时,桩侧极限摩阻力存在差异,并将抗拔桩与抗压桩极限侧摩阻力比值定义为抗拔侧摩阻力折减系数.为了研究静钻根植竹节桩在软土地基中抗拔与抗压条件下侧摩阻力大小的差异系数,通过一组现场试验得到了抗压桩与抗拔桩的荷载位移曲线,然后根据实测参数用有限元软件Abaqus对试桩进行模拟,并将现场试验与数值模拟的荷载位移曲线对比以验证模型的可靠性.研究结果表明:抗拔桩与抗压桩桩身轴力具有相似传递特性,静钻根植竹节桩在软土地基中的总侧摩阻力折减系数λ=0.5;桩端水泥土扩大头直径的增加对提高抗拔桩与抗压桩极限侧摩阻力作用不明显;静钻根植竹节桩的总侧摩阻力折减系数基本不随桩端扩大头直径的改变而改变. 展开更多

关键词 静钻根植竹节桩 抗拔系数 Abaqus模拟 极限侧摩阻力 桩端扩大头

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桩端扩大头尺寸对承载性能影响模型试验 被引量：6

6

作者 龚晓南 邵佳函 +1 位作者 解才 舒佳明 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期102-109,共8页

为了研究注浆加固体体积即扩大头尺寸对桩端承载性能的作用效果,本试验通过往PVC管内注浆,改变注浆量和PVC管尺寸来控制扩大头尺寸,然后以此开展室内单桩静载模型试验,最后采用了传统桩端沉降公式计算得出桩端阻力-位移曲线并与实测曲... 为了研究注浆加固体体积即扩大头尺寸对桩端承载性能的作用效果,本试验通过往PVC管内注浆,改变注浆量和PVC管尺寸来控制扩大头尺寸,然后以此开展室内单桩静载模型试验,最后采用了传统桩端沉降公式计算得出桩端阻力-位移曲线并与实测曲线对比.结果表明:桩端灌注水泥土形成扩大头的桩,相比未注浆的桩,其承载力显著提高,在相同的荷载下,其沉降显著变小;随着扩大头直径的增加,承载力持续增长,但每单位直径增加所提高的承载力先增后减,在工作荷载下对减少位移的效果呈递减趋势;端阻分担比在位移5cm后趋于稳定,其中桩端水泥土扩大头承担较高的端阻比例,且其比例随扩大头直径的增大而增大,由于水泥土受力较大,实际工程中应该注意桩端水泥土的强度;传统桩端沉降公式计算的桩端阻力-位移曲线与实测曲线吻合良好. 展开更多

关键词 桩端扩大头 尺寸 模型试验 承载性能 端阻力 桩端沉降计算

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静钻根植竹节桩抗压与抗拔承载特性分析 被引量：7

7

作者 龚晓南 解才 +1 位作者 邵佳函 舒佳明 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期102-109,共8页

静钻根植竹节桩是利用静钻根植工法将预制竹节管桩插入到水泥土中而形成的管桩-水泥土组合桩基。采用有限元软件ABAQUS建立现场抗压试桩与抗拔试桩的分析模型,计算得到的荷载-位移曲线与现场静载试验结果吻合,验证了模型的可靠性,采用... 静钻根植竹节桩是利用静钻根植工法将预制竹节管桩插入到水泥土中而形成的管桩-水泥土组合桩基。采用有限元软件ABAQUS建立现场抗压试桩与抗拔试桩的分析模型,计算得到的荷载-位移曲线与现场静载试验结果吻合,验证了模型的可靠性,采用数值计算方法,分析了竹节桩的抗压与抗拔承载特性。研究结果表明:软土地区,静钻根植竹节桩的抗压承载性能优于抗拔承载性能;桩身竹节可以使竹节桩与水泥土紧密结合,竹节不直接与土接触分担上部荷载;桩身非扩径段水泥土在荷载作用下只起到传递剪应力的作用,不分担上部荷载;桩顶位移60 mm时,管桩承担抗压桩总端阻的25.8%,承担抗拔桩总端阻的16.6%,均小于水泥土扩大头分担的端阻;竹节桩长度比R_N从0增大到0.375时,抗压桩极限承载力从3 045 kN增大到6 173 kN,抗拔桩极限承载力从1 910 kN增大到2 441 kN;竹节桩长度比从0增大到0.375时,抗压桩与抗拔桩桩端水泥土扩径段承担的荷载也明显增大;当竹节桩长度比从0.375增大到0.625时,静钻根植竹节桩的极限承载力、总侧摩阻力、管桩分担端阻和水泥土分担端阻改善效果不明显。 展开更多

关键词 竹节桩 抗压桩 抗拔桩 承载特性 竹节桩长度比

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能源载体条件下静钻根植桩承载特性 被引量：10

8

作者 王忠瑾 张日红 +4 位作者 王奎华 方鹏飞 谢新宇 徐韩强 李金柱 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期11-18,50,共9页

为了研究温度荷载影响下静钻根植桩的承载特性,通过室内试验测得温度在混凝土-土界面上的传导特性及对界面接触摩阻力的影响.测试结果表明,接触压力对温度传导无明显影响,温度对混凝土-土接触面上摩阻力无明显影响.根据试验测试结果,采... 为了研究温度荷载影响下静钻根植桩的承载特性,通过室内试验测得温度在混凝土-土界面上的传导特性及对界面接触摩阻力的影响.测试结果表明,接触压力对温度传导无明显影响,温度对混凝土-土接触面上摩阻力无明显影响.根据试验测试结果,采用顺序热力耦合分析方法,建立考虑温度荷载影响的静钻根植桩受力分析有限元模型.计算结果表明,制热及降温过程对静钻根植桩承载特性的影响受桩顶荷载的影响较大.温度荷载引起的预制桩桩身轴力、桩侧摩阻力及桩顶、桩端位移、水泥土竖向应力的变化均与桩顶荷载相关,制热与降温过程引起的静钻根植桩承载特性变化有较大差异. 展开更多

关键词 静钻根植桩 能源桩 荷载-温度耦合 承载力 沉降

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外置双U型静钻根植工法能源桩换热性能研究 被引量：7

9

作者 娄扬 方鹏飞 +5 位作者 张日红 谢新宇 王忠瑾 赖欣 何广 赵嵩 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期100-109,共10页

为探究外置双U型静钻根植工法能源桩换热性能,通过现场热响应试验,利用热源理论初步分析其岩土综合导热系数,建立三维传热数值模型并进行验证。利用三维传热数值模型分析换热管间距及其导热系数、换热液流速和桩周水泥土导热系数等因素... 为探究外置双U型静钻根植工法能源桩换热性能,通过现场热响应试验,利用热源理论初步分析其岩土综合导热系数,建立三维传热数值模型并进行验证。利用三维传热数值模型分析换热管间距及其导热系数、换热液流速和桩周水泥土导热系数等因素对该新型桩换热性能的影响。分析结果表明,试桩区域岩土综合导热系数为1.64W(m·K)-1。提高换热管间距、换热管导热系数、换热液流速和桩周水泥土导热系数均能提高能源桩的换热性能,但当换热管间距大于0.25 m,换热液流速达到紊流态,换热管和桩周水泥土导热系数高于岩土综合导热系数后,提高上述参数对能源桩换热性能的提高贡献不大。 展开更多

关键词 能源桩 静钻根植工法 换热性能 热响应试验 岩土综合导热系数

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静钻根植竹节桩桩端承载性能数值模拟研究 被引量：12

10

作者 周佳锦 龚晓南 +2 位作者 王奎华 张日红 许远荣 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期651-656,共6页

静钻根植竹节桩是一种新型组合桩基,桩端处存在的水泥土扩大头使其桩端承载性能优于传统桩基。通过模型试验以及ABAQUS三维建模计算对静钻根植竹节桩的桩端承载性能进行研究时发现,当桩端土体为砂土或黏性土时,预制竹节桩桩端处于水泥... 静钻根植竹节桩是一种新型组合桩基,桩端处存在的水泥土扩大头使其桩端承载性能优于传统桩基。通过模型试验以及ABAQUS三维建模计算对静钻根植竹节桩的桩端承载性能进行研究时发现,当桩端土体为砂土或黏性土时,预制竹节桩桩端处于水泥土扩大头中间位置附近时桩端极限承载力最大;当桩端持力层为岩石层时,竹节桩桩端与岩石层之间水泥土层厚度越小,桩端承载性能越好。由于现阶段静钻根植竹节桩主要用于东南沿海软土地区,实际工程中竹节桩桩端处于水泥土扩大头中间位置附近时桩端承载性能最好;桩端水泥土的内摩擦角、黏聚力以及弹性模量对静钻根植竹节桩桩端承载性能影响不大;增加水泥土扩大头的直径能够提高静钻根植竹节桩的桩端承载力。 展开更多

关键词 静钻根植工法 竹节桩 桩端水泥土扩大头 桩端承载性能 三维建模

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静钻根植抗拔桩承载性能数值模拟 被引量：9

11

作者 周佳锦 王奎华 +2 位作者 龚晓南 张日红 严天龙 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2135-2141,共7页

为了对静钻根植抗拔桩的承载性能进行研究,进行一组现场静载试验和有限元软件ABAQUS模拟计算.通过将模拟计算与现场实测荷载位移曲线进行对比验证所建立模型的可靠性.模拟结果表明:由于桩端水泥土扩大头的存在,静钻根植抗拔桩的荷载位... 为了对静钻根植抗拔桩的承载性能进行研究,进行一组现场静载试验和有限元软件ABAQUS模拟计算.通过将模拟计算与现场实测荷载位移曲线进行对比验证所建立模型的可靠性.模拟结果表明:由于桩端水泥土扩大头的存在,静钻根植抗拔桩的荷载位移曲线比较平缓,桩端扩大头直径越大,桩基荷载位移曲线越平缓;桩周水泥土与桩端水泥土弹性模量的改变对静钻根植抗拔桩承载力的影响不大;在软土地区中桩侧摩阻力较小,静钻根植抗拔桩的抗拔承载力主要由桩端水泥土扩大头提供,增加桩身钻孔直径不利于静钻根植抗拔桩承载性能的发挥;桩端扩大头高度对静钻根植抗拔桩承载力影响不大,而静钻根植抗拔桩承载力随着扩大头直径的增加而增大.在实际工程中在保证桩端水泥土强度的前提下可以将桩端水泥土扩大头直径增加到2倍桩身钻孔直径. 展开更多

关键词 静钻根植工法 水泥土 桩端扩大头 抗拔承载力 ABAQUS 数值分析

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静钻根植竹节桩桩端承载性能试验研究 被引量：10

12

作者 周佳锦 王奎华 +2 位作者 龚晓南 张日红 严天龙 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2603-2609,共7页

静钻根植竹节桩是由预制竹节桩和桩周水泥土所构成的一种新型组合桩基,它主要通过桩周水泥土改善桩-土接触面摩擦性质以及桩端水泥土扩大头改善桩端承载性能。通过现场静载试验对静钻根植竹节桩桩端承载性能进行研究,并采用传统桩端沉... 静钻根植竹节桩是由预制竹节桩和桩周水泥土所构成的一种新型组合桩基,它主要通过桩周水泥土改善桩-土接触面摩擦性质以及桩端水泥土扩大头改善桩端承载性能。通过现场静载试验对静钻根植竹节桩桩端承载性能进行研究,并采用传统桩端沉降计算公式对其桩端沉降进行计算;通过模型试验对竹节桩桩端与水泥土扩大头相对位置不同的试桩桩端承载性能进行研究。结合现场和模型试验可以得到:桩端水泥土扩大头可以改善静钻根植竹节桩桩端承载性能;当竹节桩桩端位于水泥土扩大头中间位置时,静钻根植竹节桩桩端承载性能最好;可以用传统桩端沉降计算公式对静钻根植竹节桩桩端沉降进行计算,且当竹节桩桩端位于水泥土扩大头中间位置时,理论计算与实测曲线几乎完全吻合。 展开更多

关键词 静钻根植工法 竹节桩 自平衡法 桩端水泥土扩大头 桩端承载性能

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考虑间歇比的地热能源桩热-力性能试验研究 被引量：5

13

作者 刘春阳 方鹏飞 +4 位作者 张日红 谢新宇 娄扬 张秋善 朱大勇 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期562-572,共11页

结合地热能源桩现场试验,在桩身内部埋设应变/温度传感器,监测进/出口水温、桩身温度和轴向应变.分析不同间歇比下桩身轴向附加温度应力与桩侧附加摩阻力的变化规律,比较间歇与连续模式下地热能源桩的传热性能与热-力学特性.试验结果表... 结合地热能源桩现场试验,在桩身内部埋设应变/温度传感器,监测进/出口水温、桩身温度和轴向应变.分析不同间歇比下桩身轴向附加温度应力与桩侧附加摩阻力的变化规律,比较间歇与连续模式下地热能源桩的传热性能与热-力学特性.试验结果表明,间歇比对地热能源桩的短期传热性能影响比长期传热性能影响大.当间歇比为1、2时,性能系数平均值分别为3.95、4.00,桩身每延米换热量平均值分别为101.2、107.3 W/m.间歇比对桩身温度影响较明显,间歇比为1的桩身平均温度增量比间歇比为2的高66%.桩身中部的轴向观测应变大于桩两端的,桩身轴向附加温度应力和桩侧附加摩阻力均随间歇比的增大而减小.在桩身温度恢复阶段,间歇比为1、2工况的桩身温度,轴向观测应变和轴向附加温度应力均有残余. 展开更多

关键词 间歇比 地热能源桩 多次温度循环 换热性能 热-力学响应 现场试验

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软土地区预应力竹节桩与管桩抗压承载性能研究 被引量：10

14

作者 周佳锦 张日红 +3 位作者 黄晟 龚晓南 严天龙 许国林 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2019年第A01期9-15,共7页

软土地区土体工程性质较差,土体所能提供的桩侧阻力较小,限制了PHC管桩承载性能的发挥.预应力高强混凝土竹节桩(PHDC桩)桩身每隔一定距离存在一个突出的竹节节点,竹节节点能够增加桩基的桩侧承载性能,从而提高桩基的极限承载力.为了研究... 软土地区土体工程性质较差,土体所能提供的桩侧阻力较小,限制了PHC管桩承载性能的发挥.预应力高强混凝土竹节桩(PHDC桩)桩身每隔一定距离存在一个突出的竹节节点,竹节节点能够增加桩基的桩侧承载性能,从而提高桩基的极限承载力.为了研究PHDC桩在软土地基中的承载性能,进行了一系列PHDC桩和PHC管桩的现场静载试验,通过对试验结果的分析,得出以下结论:PHDC桩施工过程对桩周土体的扰动程度较大;当休止期为15 d时,PHDC桩周围的土体强度未恢复,PHDC桩的极限承载力远低于设计值;当休止期增加到40 d时,350(400)mmPHDC桩的极限承载力与400 mm直径的PHC管桩的极限承载力相同,说明当PHDC桩的桩周土体强度恢复时,PHDC桩的承载性能优于PHC管桩的承载性能;休止期为40 d时,3号和4号PHDC桩达到极限承载力时的桩顶位移值分别为桩身直径的9.46%和7.37%,大于PHC管桩达到极限承载力时所需要的桩顶沉降值. 展开更多

关键词 软土地区 预应力高强混凝土竹节桩 PHC 管桩 现场静载试验 承载性能

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软土地区填砂竹节桩抗压承载性能研究 被引量：10

15

作者 周佳锦 龚晓南 +1 位作者 严天龙 张日红 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期3425-3432,共8页

软土地区土体工程性质较差,土体所能提供桩侧摩阻力和桩端阻力较小,预制桩桩身材料强度无法充分发挥。在预制桩压入土体过程中灌入砂石能够改善桩周土体性质,提高桩-土接触面摩擦性能,从而提高桩基的抗压极限承载力。为了研究填砂竹节... 软土地区土体工程性质较差,土体所能提供桩侧摩阻力和桩端阻力较小,预制桩桩身材料强度无法充分发挥。在预制桩压入土体过程中灌入砂石能够改善桩周土体性质,提高桩-土接触面摩擦性能,从而提高桩基的抗压极限承载力。为了研究填砂竹节桩的抗压承载性能,进行了一组现场静载试验和ABAQUS三维建模计算,通过对试验和计算结果的分析可以得出以下结论:软土地基中填砂竹节桩的抗压承载性能相比常规等截面管桩有了显著提高;填砂竹节桩桩身轴力在竹节节点处减少幅度较大,竹节节点能够提高桩侧承载性能;软土地基中填砂竹节桩桩侧承载性能相比常规等截面管桩有了显著提高,且侧阻增大系数为1.15~1.40。 展开更多

关键词 竹节桩 填砂 承载性能 ABAQUS 三维建模

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