砂土中靜壓開口管樁承載性狀及土塞效應(yīng)的宏細觀研究.pdf

1、開口管樁由于其突出的經(jīng)濟性能在樁基礎(chǔ)工程中得到了廣泛應(yīng)用，但在沉樁過程中，樁端土一部分進入管樁內(nèi)形成“土塞”，土塞的發(fā)展直接影響到樁端阻力的發(fā)揮、管樁的承載力以及破壞性狀。針對開口管樁沉樁機理的研究，目前由于兩大問題的存在使得理論研究落后于工程實踐，即土塞效應(yīng)和擠土效應(yīng)問題。尤其對開口管樁土塞效應(yīng)機理尚缺乏統(tǒng)一的認識，在進行管樁設(shè)計分析時未能形成比較完善的設(shè)計理論和計算方法，研究工作還處于探索階段。本文采用室內(nèi)細觀模型試驗、顆粒流數(shù)值仿

2、真模擬相結(jié)合的方法對開口管樁在砂土中沉樁過程及土塞效應(yīng)進行宏細觀機理研究。
　　 改進已有模型箱，利用數(shù)碼可視化跟蹤技術(shù)、計算機信息實時處理技術(shù)和土體變形無標(biāo)點量測技術(shù)，對開口管樁進行靜壓沉樁室內(nèi)模型試驗，著重研究土塞的形成及發(fā)展演化細觀規(guī)律。同時，在土體和模型樁中埋設(shè)力學(xué)量測元件，實時監(jiān)測樁端處及樁周范圍土體位移場、樁身荷載傳遞以及土體應(yīng)力場的分布規(guī)律，為土塞效應(yīng)的理論分析和顆粒流仿真模擬提供試驗依據(jù)。
　　 利用并開

3、發(fā)PFC2D顆粒流軟件，對沉樁過程中土塞的發(fā)生發(fā)展進行顆粒流仿真模擬。主要研究開口管樁在沉樁過程中土塞的形成演化規(guī)律、樁土接觸面內(nèi)力場變化性質(zhì)、土顆粒細觀組構(gòu)變化以及沉樁過程的擠土效應(yīng)規(guī)律等，從細觀尺度出發(fā)探討開口管樁沉樁過程中的宏細觀力學(xué)機理和土塞演變的破壞模式。同時對開口管樁的管徑、顆粒形狀等對土塞效應(yīng)的影響進行參數(shù)分析。
　　 根據(jù)細觀機理的研究及前人的研究成果，建立基于擾動狀態(tài)概念的開口管樁土塞效應(yīng)的荷載傳遞函數(shù)，模擬樁