軟粘土中沉樁擠土效應(yīng)研究.pdf

1、樁基工程由于其諸多優(yōu)點(diǎn)而在軟土地基的城市建設(shè)中獲得日益廣泛的應(yīng)用.對于排土置換樁(displacement piles),沉樁過程中會對樁周土體產(chǎn)生擠壓,并產(chǎn)生超靜孔隙水壓力,從而影響周圍建筑物和地下管線等公共設(shè)施的安全.許多學(xué)者已從多方面對沉樁的擠土效應(yīng)問題進(jìn)行了研究,但由于這個(gè)問題的復(fù)雜性,至今還沒有獲得滿意的結(jié)果.本文在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上采用新的思路對軟土地基中排土置換樁沉樁問題進(jìn)行了進(jìn)一步的研究,做了以下工作:對國內(nèi)外大量

2、實(shí)測資料和試驗(yàn)的研究分析發(fā)現(xiàn):沉樁過程中的樁側(cè)應(yīng)力及初始孔壓力均沿深度方向發(fā)生變化,因而將沉樁過程視為平面應(yīng)變問題是不合適的,而應(yīng)該考慮其空間性;討論了軟粘土的結(jié)構(gòu)性對沉樁擠土的影響,提出在軟粘土中沉樁時(shí),應(yīng)考慮到土體結(jié)構(gòu)的破損,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分析,才能比較客觀地掌握在具有一定結(jié)構(gòu)特性軟粘土中沉樁時(shí)的擠土情況.考慮了應(yīng)力與豎向坐標(biāo)z的關(guān)系及側(cè)摩擦力的分布,建立了模擬沉樁過程的準(zhǔn)靜態(tài)空間軸對稱平衡微分方程組,求得彈性區(qū)應(yīng)力和位移解答.根據(jù)

3、樁土邊界條件,提出塑性區(qū)的應(yīng)力函數(shù),根據(jù)土塑性力學(xué)的基本原理,采用Mohr-Coulomb屈服準(zhǔn)則,并考慮土的結(jié)構(gòu)性損傷,采用簡化的應(yīng)變軟化模型,求得塑性區(qū)的應(yīng)力解答及極限擴(kuò)張壓力值;分析了土體的損傷系數(shù)變化及不同的土體參數(shù)值變化對塑性區(qū)半徑和極限擴(kuò)張壓力的影響,以及深度z對土體的塑性區(qū)半徑及極限擴(kuò)張壓力的影響;并分析了不同損傷系數(shù)下樁周土體的應(yīng)力場及其在空間上的分布規(guī)律.這些工作彌補(bǔ)了經(jīng)典圓孔擴(kuò)張理論在沉樁應(yīng)用中的不足,能更好地揭示沉

4、樁過程的擠土機(jī)理.根據(jù)推導(dǎo)的沉樁時(shí)土體的應(yīng)力公式,采用Henkel的孔壓公式,推求得了考慮土的結(jié)構(gòu)性沉樁過程中產(chǎn)生的超孔隙水壓力的空間分布公式,得出了在塑性區(qū)損傷系數(shù)越大,超孔隙水壓力越大;隨著深度增大,超孔隙水壓力增大等結(jié)論.為了研究軟土地基中群樁施工所引起的擠土效應(yīng)問題,通過對一實(shí)際工程的現(xiàn)場觀測及對實(shí)測數(shù)據(jù)的分析,研究群樁施工時(shí)所引起的土體的位移及超孔隙水壓力的產(chǎn)生、分布和消散情況,并提出了群樁施工時(shí)引起的土體位移的估算方法;總結(jié)