松砂中大型静压沉桩模型试验桩基挤土加密效应

现浇x形桩(以下简称xcc桩)是近几年提出的一种新型异形截面桩,其沉桩挤土效应不同于传统圆形截面桩。针对目前的理论模型和试验技术对于研究异形截面桩沉桩挤土效应的不适用性,提出一种新的异形截面桩沉桩模型试验技术。基于透明土变形可视化技术,分别研究了圆形桩和xcc桩沉桩挤土的位移场变化规律。通过将圆形桩透明土沉桩挤土位移场的结果跟传统的理论模型(圆孔扩张法和应变路径法)进行对比,验证了透明土沉桩模型试验技术的可靠性。随后,开展xcc桩的沉桩挤土试验。进一步地,基于模型试验结果提出一种简单的修正扩孔理论用于计算xcc桩异形桩的沉桩挤土径向位移的分布规律,并将理论计算位移与模型试验测量值进行对比验证修正扩孔理论的合理性。提出的异形桩透明土沉桩模型试验技术以及修正扩孔理论可以作为研究其他如矩形桩、y形桩、h形桩等异形截面桩的沉桩挤土效应问题的一个基础。

砂性土中静压桩模型试验研究——采用室内模拟试验研究了静压桩沉桩及其静载过程，对模型的性状进行了比较分析，得出了桩身轴力、桩侧摩阻力和荷载一沉降曲线。　　

利用侧面透明的模型箱和铝管半模桩模拟开口管桩在砂土中的沉桩过程。利用高分辨率数码摄录设备观察土塞形成的3个阶段,分析土塞形成的力学机制。在模型试验基础上,通过二次开发颗粒流程序pfc2d对沉桩全过程进行离散元数值模拟。结果表明,pfc2d能够模拟开口管桩从开始刺入砂土到形成土塞并最终呈现闭口管桩性态的整个过程;通过定性研究开口管桩在沉桩过程中土塞的形成演化规律、桩土接触面、土颗粒细观组构变化以及砂土颗粒运动规律等,从细观尺度出发探讨开口管桩沉桩过程中砂土的变形机制和土塞的形成机制。

研究目的:桩侧负摩阻力对桩产生下拽力,导致基桩沉降增大,竖向抗压承载安全等级降低,甚至造成桩体破坏。为分析不同桩端下卧层(黄土和粗砂)对基桩沉降和负摩阻力的影响,本文通过室内模型试验,对比研究两种下卧层情况下桩体、桩周土变形及桩身轴力分布的差异,明确基桩中性点位置的变化规律并给出建议值。研究结论:(1)下卧层对桩周土沉降的影响较小,但对桩身沉降的影响较大,相同堆载等级下粗砂下卧层的中性点位置明显低于黄土下卧层;(2)两种下卧层的桩身轴力都随堆载等级的增大而增大,但粗砂下卧层的下拉荷载和桩端反力明显大于黄土下卧层;(3)两种下卧层情况下,依据桩土相对位移和桩身峰值轴力确定的中性点位置基本一致;(4)在实际工程中应根据桩端下卧层的地质情况,采取适当措施,尽量减小基桩负摩阻力,充分发挥基桩的承载性能;(5)建议黄土下卧层中性点位置取0.51l~0.6l,粗砂下卧层可取0.6l~0.8l;(6)该研究成果可为类似工程堆载条件下桩基中性点的确定及设计提供一定的参考。

采用室内模型试验方法,通过在软土中静力压入无孔管桩和6种不同布孔方式的有孔管桩,分别对其沉桩时引起的超孔隙水压力进行了监测和分析,获得了各种管桩静压沉桩时超孔隙水压力随深度、径向距离和开孔的分布位置变化的规律。通过对比分析,得出按照星状布孔的方式在桩壁开孔是桩壁开孔位置的最优分布方式,有利于减小沉桩挤土效应,对促进有孔管桩技术工程应用有一定的指导价值。

采用室内模型试验方法,通过在软土中静力压入无孔管桩和6种不同布孔方式的有孔管桩,分别对其沉桩时引起的超孔隙水压力进行了监测和分析,获得了各种管桩静压沉桩时超孔隙水压力随深度、径向距离和开孔的分布位置变化的规律。通过对比分析,得出按照星状布孔的方式在桩壁开孔是桩壁开孔位置的最优分布方式,有利于减小沉桩挤土效应,对促进有孔管桩技术工程应用有一定的指导价值。

刚性桩复合地基的边缘区域存在着边桩效应,这与刚性桩复合地基的失稳破坏存在着直接联系,对复合地基的承载能力和工作性状具有重要的影响.基于模型试验,通过对桩体轴力、桩侧摩阻力和桩土应力的分析,对刚性桩复合地基的边桩效应进行了系统的研究.研究表明:桩身最大轴力点位置大约在1/3桩长处,也与桩侧摩阻力中性点的位置基本相同；在相同荷载作用下,内桩分担的轴力比边桩大,且受力比较均匀；桩土应力的分布规律验证了刚性桩复合地基中土拱效应的产生,且内桩的桩土应力比大于边桩,体现了内桩相对于边桩在荷载传递中发挥了更为明显的分担作用.研究结果对于具体的工程应用具有一定的指导意义.

为研究单桩在抗拔与抗压条件下承载能力、桩身轴力以及侧摩阻力分布规律的不同,进行了砂土中长径比大于40的抗拔桩与抗压桩室内模型试验,通过桩身内设置电阻应变片,测得各级荷载下桩身不同深度的应变。分析表明,抗拔桩不论是位移还是位移增长速率,都远远超过抗压桩。因此,抗拔桩设计时应综合考虑桩顶上拔量来确定抗拔承载力。抗拔桩与抗压桩的桩身轴力分布具有相似的特性,试验所得抗拔总侧摩阻力折减系数λ=0.56。抗拔桩与抗压桩侧摩阻力都是从上部开始发挥并向下传递,随着荷载的增加,上部侧摩阻力变化很小,桩身中下部侧摩阻力迅速增长。抗拔桩桩端部侧摩阻力表现出弱化效应,抗压桩则表现出强化效应。

砂土中抗拔桩与抗压桩模型试验研究

南水北调中线工程上的大量交叉建筑物存在桩土非协调变形等工程危害,影响渠道的防渗效果。利用应变电测技术测量模型试验中桩体的受力状态,以此研究桩与渠坡土体的相互作用机理,取得良好的研究效果。

成层地基中静压桩挤土效应模型试验研究——本模型试验用改装的手摇式静力触探仪做为压桩设备，分别在均质地基和双层地基中连续贯入模型桩，用数码相机拍摄压桩过程，最后用图像处理软件处理所获得的图片，得到压桩结束后桩侧土体横向位移和竖向位移，比较分析均...

不同布桩形式群桩基础模型试验研究——变刚度调平设计是2008版《建筑桩基技术规范》的重要修订内容，群桩基础变桩长、变桩距是变刚度调平设计手段之一。为了减小等刚度布桩群桩基础的差异沉降及调整桩顶反力分布，通过4组改变桩长、桩距、桩数的模型试验，对等...

通过某港口20万吨级泊位大型桩基非预应力高桩梁板码头结构的物理模型试验研究,初步分析了该码头结构构件的受力特性和码头在最不利组合荷载作用下的结构变位。

大型桩基非预应力梁板码头结构模型试验研究——通过某港口20万吨级泊位大型桩基非预应力高桩梁板码头结构的物理模型试验研究，初步分析了该码头结构构件的受力特性和码头在最不利组合荷载作用下的结构变位。　　

提出了用有限元无界元耦合的方法计算大变形条件下桩土耦合体系的应力和变形.在桩与土接触的界面上设置了一种有厚度的接触面单元,它可以与土体的弹塑性模型相衔接,能合理地反映接触面及其邻近区域剪切破坏带中的变形性状.计算结果与现场观测数据吻合较好,说明该计算方法是可行的.

粉喷桩在高速公路软土地基处理工程中得到广泛应用,但是目前对粉喷施工效应问题没有清晰的认识。针对粉喷桩施工效应问题,设计了粉喷桩室内模型试验机并采用大直径pvc管开挖取原状样进行粉喷桩施工试验。通过粉喷桩施工的模型试验,发现对于天然沉积的软土而言施工后桩周土的物理性质没有产生变化,但是桩周土的强度在距桩边一定的范围内强度降低,并且随着喷粉压力增大而增大,离桩边距离减小而增大。

爆炸法密实砂土地基（ⅲ）—模型试验——沿处理深度方向上装药量、装药形式、装药深度是爆炸法密实砂土地基设计中比较敏感的设计参数。为研究上述参数对加固密实效果的影响，本文进行了以雷管作为爆炸密实动力源、单孔装药的模型试验，共进行了6组试验，其中2组...

邻近桩基受矩形土体位移作用的模型试验研究——地下工程开挖引起的土体侧移对邻近桩基的承载和变形性状可能会产生负面的影响，对于这一问题目前还缺乏充分的研究。文章采用室内模型试验进行分析，讨论土体侧移作用下单桩和群桩的承载和变形特性，重点研究了在矩...

湿陷性黄土桩基现场浸水试验一般情况下是先浸水然后等到黄土的湿陷性彻底发挥以后再加载使桩土体系沉降,最后趋于稳定的状态,在桩基正常使用过程中由于雨雪等原因桩基也会遇到先加载后浸水的情况。为了探究两种浸水工况对桩基承载特性的影响,设计了室内桩土模型试验。结果表明:与桩土体系先加载后浸水相比,先浸水后加载时桩基中性点位置提高,中性点位置随着浸水量的增大沿桩身向下移动,桩侧负摩阻力极大值增大46%,负摩阻力极值点沿桩身下降170mm,桩基正摩阻力极大值提高46%,正摩阻力极值点沿桩身上升70mm；两种浸水工况下的桩身轴力沿埋深的变化趋势都是先增大后减小的抛物线形；桩周土体在未浸水和先浸水后加载两种工况下的桩基极限承载力一样大。

基于静压群桩模型试验,运用孔压计分别量测了单桩、群桩沉桩后的超孔隙水压力,通过量测结果表明:单桩时,随着径向距离的增加,超孔隙水压力是不断减小的;群桩压入后,超孔隙水压力在桩身范围内是随着深度的增加而不断增加的;由于压桩顺序的影响,当桩压入与测点较近时,则该测点处的超孔压值会猛然上升。

模型试验在抗滑桩研究中的应用——简要介绍了模型试验在抗滑桩研究中的应用，包括室内模型试验和离心模型试验在悬臂抗滑桩、深埋式抗滑桩及预应力锚索抗滑桩方面的研究方法、研究成果，以及模拟抗滑桩特性的优点和局限性。　　

通过刚性桩复合地基群桩(桩数3×3)模型试验,对不同垫层厚度刚性桩复合地基的变形特性、不同桩位桩体和桩间土的受力特性进行测试,并对桩土应力比和荷载分担比等反映桩土共同工作性能的指标进行分析,得出了刚性桩复合地基的承载特性和变形规律。结论可为刚性桩复合地基的优化设计提供依据。