挤扩支盘桩抗拔承载特性的模型试验研究.pdf
《挤扩支盘桩抗拔承载特性的模型试验研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《挤扩支盘桩抗拔承载特性的模型试验研究.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 卷第 期 河 南 城 建 学 院 学 报 年 月 收稿日期:基金项目:国家自然科学基金项目();安徽省博士后基金项目()作者简介:马宏伟(),男,陕西咸阳人,博士,副教授,研究方向为岩土工程。文章编号:():挤扩支盘桩抗拔承载特性的模型试验研究马宏伟,杨玉琪,何青睿,王丽娜(安徽理工大学 土木建筑学院,安徽 淮南 )摘要:基于模型试验分析了上拔力作用下挤扩支盘桩的荷载 位移曲线特征、轴力分布特点和抗拔承载力的构成,研究盘径对承载特性的影响规律。结果表明:挤扩支盘桩比直孔桩具有更高的抗拔承载力和抗拔刚度,其拔出破坏具有脆性破坏的特征,同时盘径对挤扩支盘桩 曲线的影响主要在加载后期体现;挤扩支
2、盘桩发生脆性拔出破坏的原因是承力盘引起的土体突发剪切失效,而挤扩支盘桩的抗拔极限承载力主要由挤扩盘压力引起的土体滑移面强度和盘上直孔段的桩土接触面强度决定;上拔力作用下挤扩支盘桩的抗拔承载过程由盘上土体挤密阶段、弹性锚固阶段、塑性锚固阶段构成;盘阻在挤扩支盘桩抗拔承载力中的占比随着盘径的增大而增大,加载后期的盘阻贡献率相对于加载初期可以提升 。关键词:挤扩支盘桩;上拔力;承载特性;模型试验中图分类号:开放科学(资源服务)标识码():文献标识码:,(,):,:;挤扩支盘桩是一种特殊的变截面桩,在桩的不同截面处设置较大直径的挤扩盘以增加桩土接触面积,进而提高桩的竖向承载能力和沉降控制能力 。与普通
3、直孔桩相比,挤扩支盘桩具有承载力大、设计灵活、沉降量小且均匀、经济效益好等优点。为揭示挤扩支盘桩的抗压承载特性和桩土相互作用机理,部分学者开展了相关研究。陈立宏等 及钱永梅等 通过现场试验研究了挤扩支盘桩与直孔桩的承载差异,为挤扩支盘桩的工程应用提供了参考。童宇等 及张敏霞等 采用模型试验方法对桩土相互作用规律和桩周土破坏特性进行分析,进一步揭示了竖向荷载作用下挤扩支盘桩的承载机理。等 及 等 开展了挤扩支盘桩抗压承载特性的数值模拟研究,分析了桩基承载力的影响因素。巨玉文等 及 等 开展了挤扩支盘桩承载力计算方法的理论研究。上述研究主要围绕挤扩支盘桩的抗压承载问题展开,对挤扩支盘桩的抗拔承载问
4、题研究相对较少。针对上拔力作用下挤扩支盘桩的承载问题,巨玉文 开展了模型试验研究,发现支盘承担的上拔荷载可达总荷载的 以上,同时承力盘截面形式、盘间距、盘位置等是影响桩周土体承载力的主要参数。钱永梅等 认为,支盘的截面形式对上拔力作用引起的桩周土破坏形式基本不产生影响,且盘上土体的影响范围从盘端开始向桩端结束。田伟等 分析了黏性土含水率、承力盘间距等对挤扩支盘桩抗拔承载力的影响,认为盘的净间距为盘悬臂长度的 倍时,既经济又能充分发挥承力盘作用。杨治军等 基于弹塑性本构关系,通过数值模拟发现未达到极限荷载之前,支盘桩的抗拔承载力随首盘深度的增加而减小,超过极限承载力之后,随深度增加而增大。以上研
5、究揭示了上拔力作用下挤扩支盘桩的荷载传递规律,但关于盘径变化对挤扩支盘桩抗拔承载力的影响研究不够深入。本文采用室内模型试验方法,开展挤扩支盘桩在上拔力作用下的承载性能研究,对挤扩支盘桩的荷载 位移曲线特征、轴力分布特点、抗拔承载力的构成进行讨论,并研究承力盘直径对挤扩支盘桩抗拔承载特性的影响规律。模型试验方案 模型桩与地基土的制备图 模型桩为便于小比尺模型桩的加工成型及精度控制,选用 铝合金作为模型桩的桩体和承力盘制作材料,桩体采用铝合金管直接切割而成,而承力盘则采用铝合金基材铣削得到。制作的模型桩桩体直径 为 ,总长度为 ,其中埋入地基土中的有效桩长为 ,露出土面以上的 长桩段用于连接加载设
6、备和固定位移测量装置。制作的 个承力盘的上、下面倾角均为 ,直径 分别为 、。使用螺栓将承力盘固定在桩体埋深为 处,形成的 根模型桩按盘径由小到大的顺序以 表示。为便于对比分析,另制作根对比用直孔桩模型以 表示,直径为 ,长度与挤扩支盘桩模型一致。试验制备的模型桩如图 所示。为便于试验的重复操作,地基土选用筛除杂质的天然河砂,并采用分层填入、分层振实的方式置入模型箱 。土工试验测得地基土的相对密实度 ,重度 ,内摩擦角 ,黏聚力 。模型试验的加载模型试验采用杠杆 砝码加载装置进行上拔力的施加,如图 所示。将埋置好的桩土模型静置 ,采用慢速维持荷载法进行试验,每级荷载取预估模型桩极限承载力河南城
7、建学院学报 年 月的 。加载过程中,每级荷载施加后立即读取百分表示数,此后每隔 读取一次,当 内竖向位移的变化量小于 ,则进行下一级加载 。分级加载直至桩被拔出,试验结束。挤扩支盘桩的抗拔承载特性 荷载 位移()曲线特征直孔桩 和盘径最小的 挤扩支盘桩的上拔荷载 上拔位移()曲线如图 所示。在上拔力作用下,直孔桩和挤扩支盘桩的 曲线均呈缓变型。在试验工况下,直孔桩在拔出前所承载的最大上拔力为 ,而直径为 的 挤扩支盘桩所承载的最大上拔力为 ,为前者的 倍。图 模型试验加载装置图 荷载 位移关系曲线从 曲线的形状来看,挤扩支盘桩的 曲线比直孔桩的更为平缓,表明挤扩支盘桩比直孔桩具有更强的抗拔承载
8、能力。当上拔力为 时,采用插值法确定的直孔桩的上拔量为 ,而挤扩支盘桩的上拔量为 ,仅为直孔桩的 ,说明承力盘的存在可以大幅度减小桩的上拔位移;当直孔桩上拔量为 时,直孔桩所承受的桩顶荷载为 ,而 桩的承载力为 ,为直孔桩的 倍,挤扩支盘桩表现出更优的承载能力。总体来看,挤扩支盘桩比直孔桩具有更高的抗拔承载能力和抗拔刚度。从 曲线的走势来看,在模型桩被拔出前的一级荷载作用下,试验测得的直孔桩最大上拔位移达 ,而挤扩支盘桩的平均最大上拔位移只有 ,相差 倍,说明挤扩支盘桩拔出破坏的突发性更强。显然,与直孔桩的延性破坏不同,挤扩支盘桩的拔出具有脆性破坏的特征。桩的轴力分布直孔桩和盘径为 的 挤扩支
9、盘桩的轴力图如图 所示。随着上拔力的增大,直孔桩的轴力由曲线形分布逐渐向近似直线形过渡。在加载初期,桩体轴力图的斜率随着埋深的增大逐渐增大,表明侧阻力沿桩长分布不均,埋深越大侧阻越大,此时,桩体发生的上拔位移和变形均很小,侧阻力主要受沿桩长线性分布的静止水平土压力影响。当上拔力较大时,不同埋深处的桩体轴力图斜率趋向一致,侧阻力分布趋于均匀,此时,桩土相对位移与静止水平土压力共同影响了侧阻力的分布。在直孔桩被拔出前,其轴力图表现出良好的线性特征,表明桩的侧阻力分布均匀,此时,桩土接触面即将发生滑动破坏,侧阻力则由桩土间的滑动摩擦强度决定。当不同埋深处的桩体相对土体形成滑移后,直孔桩即被拔出。由此
10、可见,上拔力作用下直孔桩发生延性破坏的根本原因在于桩土间形成了显著的相对滑移,而直孔桩的抗拔极限承载力主要由桩土接触面的滑动摩擦强度决定。第 卷第 期马宏伟,等:挤扩支盘桩抗拔承载特性的模型试验研究直孔桩 挤扩支盘桩图 模型桩轴力图承力盘引起的集中力形式的盘阻使得挤扩支盘桩的轴力图呈折线形,这与直孔桩完全不同。在上拔力不断增大的过程中,承力盘以上桩体的轴力图形式由曲线向直线变化,这与直孔桩的类似,表明盘上直孔段桩体的侧阻力形成机理与直孔桩的一致。盘下桩体的侧阻力虽然也随着上拔力的增大而增大,但其值远小于盘上桩体侧阻力,因此,挤扩支盘桩的抗拔承载力主要由盘上桩体的侧阻力和盘阻构成。当上拔力超过第
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 挤扩支盘桩抗拔 承载 特性 模型 试验 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。