孔壁粗糙度对嵌岩桩承载力的影响_刘利民

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孔壁粗糙度对钻孔灌注桩侧摩阻力的影响

从表１以看出，当粗糙度从００６提高到００６时，可．３．７桩侧阻力从１１Ｐ．Ｍａ提高到２ＯＰ，提高了８％０．０Ｍａ０；当粗糙度从００６提高到０１０时，桩侧阻力从２０Ｍａ．７．０．Ｐ提高到２４Ｐ，提高了２．％．５Ｍａ２５。由此可见，当从完全光滑到具有定粗糙度时，桩侧阻力有很大的提高，随着粗糙度的进步提高，桩侧阻力提高的幅度将减小。
０前言
在影响钻孔灌注桩桩侧阻力的诸多因素中，孔壁粗糙度是一个十分重要但长期以来却被忽视的因素，究其原因主要是就目前的技术水平而言，人们很难对孔壁的粗糙度
为土的内摩擦角），而对于不带套管的钻孔灌注桩，侧表面非常粗糙，６可取（３～。对于嵌岩桩而言，孔壁粗２）。／糙度对桩侧阻力亦有不可忽视的影响。
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第２８卷第８期
ＶＯ．８ＮＯ８１２．
建
筑
施
工
ＢＬＩＧＣＮＳＲＣ１ＮＵＩＤＮ０ＴＵＴ０
孔壁粗糙度对钻孔灌注桩侧摩阻力的影响
ＥｅｔｏｆｃｆＲｏｕｇｈｎｓｆＢｏｒａｌｄｅＦｉｔｏｎｅｓｏｅＷｌｏｎＳｉｒｃｉ
桩土界面情况桩径（ｌ长（桩侧抗拔极限阻力（Ｐ）Ｈｌ桩ｎ）ｍ）ｋａ
研究了孔壁粗糙度对钻孔灌注桩抗压和抗拔侧阻力的影响，这为进行灌注桩承载力优化设计提供了理论基础和试验依
据，并对于深入研究孔壁粗糙度的影响，具有十分重要的

嵌岩桩竖向承载力影响因素分析

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—
＿】ｌ
：
载力影响因素分析
张百全
值、岩深度、岩深径比、岩段嵌嵌嵌桩径、岩段岩土物理力学性能、嵌持力层承载力标准值等九个影响因素。公式中并未考虑孑壁粗糙程度、Ｌ护壁形式、弹性模量Ｅ砼ｃ低于岩石弹性模量Ｅ时的影响，也未考虑桩ｒ底沉渣变化和桩距变化的影响，更未考虑桩顶允许沉降发生变化的影响，事实上，这些影响是客观存在
析
石类土， ‘ 。０７；于其它情况，取＝．对
取 ‘ ．１＝。
ｑ，据成桩工艺，规范［根按Ｉ表
５２８１取值。．．—
３１对于固有因素，￣３－．ｃｋ为只能．；依赖于详细的地勘资料，而在所有固有因素中，（）岩土的性状对嵌岩桩竖向承载力的影响是最大的。为此规范、２９条规定，据土的物理指标与承载、根力参数之间的经验关系，大直径桩（嵌岩与非嵌岩桩）单桩竖向极限承载力标准值，按下式计算：可
的。
关键词
壁砼弹Ｅｃ
①
竖向承载力影响
因素；沉渣厚度；粗糙度；护 ② ③ ④
１概述
多年以来，多的国内外工程技术众工作者对嵌岩桩的竖向承载力传递规律及影响因素进行了广泛的研究。大量研究资料表明：岩桩的承载能力与桩嵌

粗糙度对超长嵌岩桩承载特性影响的研究

粗糙度对超长嵌岩桩承载特性影响的研究
昌钰丁洪元陈斌
（中台集团武汉勘察研究院有限公司，武汉４３００８０）
摘要：研究目的：为探讨粗糙度对超长嵌岩桩承载特性的影响，对武汉市某大桥的桩基工程，运用有限元方法分析了不同桩侧粗糙程度下，桩基沉降量、桩侧摩擦力分布和桩身轴力分布情况，并与室内模型试验所得出的结果进行对比分析。研究结论：（１）桩侧越粗糙，桩侧摩擦力越容易发挥，桩侧摩擦力越大，相同竖向荷载作用下的桩顶沉降
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｕｒｐｏｓｅｓ：ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｉｌｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓｏｆａｂｒｉｄｇｅｉｎＷｕｈａｎＣｉｔｙ，ｔｈｅｉｆｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｉｓｕｓｅｄｔｏｓｔｕｄｙｐｉｌｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ，ｐｉｌｅｓｉｄｅｆｒｉｃｔｉｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄａｘｉａｌｆｏｒｃｅｄｉｓｔｉｂｒｕｔｉｏｎｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｉｌｅｓｉｄｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓ．Ｔｈｅｎｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｌａｂｏｒａｔｏｒｙｍｏｄｅｌｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓ，ｅｘｐｌｏｒｅｄｔｈｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｏｎｔｈｅｂｅａｉｎｇｒｃｈａｒａｃｔｅｉｓｒｔｉｃｓｏｆｓｕｐｅｒ— ｌｏｎｇｒｏｃｋ —ｓｏｃｋｅｔｅｄｐｉｌｅｓ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ：Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｐｉｌｅｓｉｄｅｆｉｃｒｔｉｏｎｉｓｅａｓｉｅｒｔｏｐｌａｙａｓｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｐｉｌｅｉｓｒｏｕｇｈｅｒ，ｆｏｒｔｈｉｓｒｅａｓｏｎｔｈｅｐｉｌｅｓｉｄｅｆｉｃｒｔｉｏｎｇｅｔｂｉｇｇｅｒａｎｄｔｈｅｐｉｌｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｂｅｃｏｍｅｓｍａｌｌｅｒ．Ｉｎｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｅｒａｔｅｏｆｔｒａｎｓｆｅｒｌｏａｄｏｎｐｉｌｅｔｏｐｔｏｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋａｎｄｓｏｉｌｉｓｆａｓｔｅｒ，ａｎｄｔｈｅｄｅｐｔｈｏｆｔｒａｎｓｆｅｒｔｈｅｓａｍｅｌｅｖｅｌｏｆｖｅ￣ｉｃａｌｌｏａｄｂｅｃｏｍｅｓｍａｌｌｅｒ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｄｏｅｓｎｏｔｍｕｃｈａｆｆｅｃｔｔｈｅｌｏａｄｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆｐｉｌｅｔｉｐ．Ｔｈｅｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓｃａｎｐｒｏｖｉｄｅａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｏｒｆｄｅｓｉｇｎａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｓｕｐｅｒ—ｌｏｎｇｒｏｃｋ—ｓｏｃｋｅｔｅｄｐｉｌｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ；ｒｏｃｋ—ｓｏｃｋｅｔｅｄｐｉｌｅ；ｉｆｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔ；ｂｅａｒｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｉｓｒｔｉｃ；ｌａｂｏｒａｔｏｒｙｍｏｄｅｌｔｅｓｔｓ

桩基承载性状研究的新进展_刘利民

20% ~ 30% 。根据 Meyerhof 的理论, 桩基础的破坏形
式可以用图 4 的形式来描述。在桩端荷载作用下, Ñ 区的土体首先向下运动并通过 Ò 区和 Ó 区的土体作用于 Ô 区。这一过程的结果将引起桩端附近土体的挤密并使作用在桩身下部的法向应力增加而最终导致桩身摩阻力的增加, 而且这一现象随桩端土强度的提高而更加明显。
7000
桩端荷载 R ( kN )
1300 810 780 160 30
R/ P (%)
29. 5 14. 2 8. 4 1. 8 0. 4
2) 桩端阻力在桩身总荷载中所占的比例与桩端土层的性质有关。一般说来, 桩端
19
中国岩土 2000 年
岩土工程界
土层的强度越高, 桩端阻力在桩身总荷载中所占的比例就越小。反之, 桩端阻力在桩身总荷载中所占的比例就越大。这一点和根据各种规范中计算得到的桩端土强度越高, 其分担的荷载就越大的结论并不一致。
L/ d
桩侧土性
桩端土性
极限荷载 P ( kN)
17. 0 砾土、粘土、砾质粘土强风化花岗岩 4400
12. 0 淤泥质粘土、强风化花岗岩强风化花岗岩 5720
22. 5
砂、卵石、砂岩
泥岩
9220
46. 0 砂粘土、粘砂土、粉中砂、粘土砂质粘土岩
6500
54. 0 砂粘土、粘砂土、粉中砂
细砂岩
2000 年第 1 期
中国岩土 2000 年
桩基承载性状研究的新进展
刘利民, 男, 生于 1967 年, 博士, 高级工程师。1989 年毕业于南京建筑工程学院, 1997 年毕业于同济大学地下建筑与工程系, 获工学博士学位。现任职于上海建工集团总公司。长期从事桩基承载力和变形性状的

基桩自平衡法与传统静载试验荷载传递机理区别的研究

工程施工 Engineering construction202 基桩自平衡法与传统静载试验荷载传递机理区别的研究胡伦(贵州交通职业技术学院，贵州贵阳 550008)中图分类号：TQ172 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2019）03-0202-01摘要：基桩自平衡法自提出以来得到了广泛的应用，但任备受争议。

本文在已有研究的基础上，通过对基桩自平衡法和传统静载试验方法荷载传递传递机理分别进行研究，得出了基桩自平衡法与传统静载试验荷载传递机理的特点和区别，对以后自平衡法的研究具有一定的参考价值。

关键词：自平衡法；传统静载试验；荷载传递机理；区别0 引言基桩自平衡法最早是由日本学者Nakayama 0在1969年提出，直到80年代才由美国J.0sterberg 教授推广开来，应用在总多重大工程项目中。

史佩栋教授0等在90年代将基桩自平衡法引进并推广，同时做了大量的土工试验模型进行研究。

桩基础具有隐蔽性，在桩基础的施工过程中容易受到地质环境中各种不可预测因素的影响而导致桩基础承载力不足。

传统的堆载法和锚桩法常常受到现场环境和技术的限制，试验荷载越高相应的试验难度也就越大，故传统的堆载法和锚桩法的试验荷载值受到限制，一般不超过50MN。

而基桩自平衡法是一种在桩身内部预先埋置荷载箱，通过荷载箱对桩体施加反作用力的载荷试验方法。

具有试验方便简单、经济省力、快速省时、适用于各类型桩和不受场地条件限制等优点。

目前，基桩自平衡法缺乏与传统堆载法和锚桩法的对比研究。

本文通过对基桩自平衡法和传统静载试验方法荷载传递传递机理分别进行研究，得出了这三种基桩载荷试验的荷载传递机理的特点和区别1 基桩受力性状1.1抗压桩受力性状抗压桩的承载力主要是由基桩的桩端阻力和基桩的桩侧摩阻力构成。

在不同类型的土壤中，抗压桩桩侧阻力分布情况各不相同，在沙土中为均匀分布，在黏土中则为抛物线型。

在进行堆载法荷载试验时，基桩受到荷载作用桩上部的侧阻力最开始产生，随着外部作用力的逐渐增加，基桩从上到下的桩侧阻力也渐渐产生。

增加孔壁粗糙度提高钻孔灌注桩承载力的原理及施工措施

异。
田１不同粗糙度嵌岩桩试验曲线
１８９２年，加拿大的Ｈｖｈ引进了ｍ＇ｔ＇ａ无量纲参数—— 凹凸度因子Ｒ来定Ｆ
量描述孔壁的粗糙程度，ＲＦ越大，孔
壁的粗糙度就越大；反之，孔壁的粗糙度就越小。
Ｒ：一Ｆ粤争
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建
１８８
筑
技
术
第３（０２年）３３卷２０第期
ｖｎ．３１３Ｎｏ．３
ＡｒｈｔｃｕｅＴｃｎｌａｃｉｔｒｅｈｏｏｖｅ
壁粗糙度增加，平均侧阻力的最大值和
增加孔壁粗糙度提高钻孔灌注桩承载力的原理及施工措施
寸的平均值；
＾ — 孔壁的设计半径；厶——钻孔设计长度；
（１）
在排除桩身材料强度、桩身质量和孔底沉渣等因素的影响后，可以认为施工工艺的差异和由此造成的孔壁粗糙的不同是导致同一场地中钻孔灌注桩承载力差异的主要原因。倒中南通两上根试桩中承载力较高者采用的是单腰带钻机施工，较低者则由双腰带钻机施工；口大桥的两根试桩中，孙承载力较
糙度，很显然，不同的孔壁粗糙度是导致上述试桩承载力差异的根奉原因。
刘利民，９７ｌ月，１年Ｊ河北邯郸＾，６上海建工集
团总公司，高级工程师．博士．０１０上海２０２，收稿日期：０１１—１２０ —１０
余值与最大值非常接近＋与平均侧阻力

关于“软土地基超长嵌岩桩受力性状”的讨论

原文划分的标准，桩端沉降为０或者小于００（．５岫。提问：ｚ的仉，原文表ｌ顶沉降９６Ｓｌ按０桩．４岫，在原文表５
对应的桩顶荷载为８８Ｎ，３４ｋ原文表１上为７５Ｎ，１４２ｋ谁对？，）对
应的加载值为仉。用文字表达为：桩端沉降为０以前，荷载全
１＿，７ｆｎ为什么口＝０）ｎ７。

含水率为８６８８．％，．％的有误）Ｓｌ，ｚ桩的土层应全为淤泥、淤泥
质粘土，它的最大，似有矛盾ｂ极限桩侧阻力所需的位移见原文表１，）０桩端位移为０１．０
—
０３．６岫，在桩端以上一定范围内的土（不是几米）它们的桩，ｃＳ￣）ｚ达到所需的位移，桩顶１加珊（．桩土问的相对位
３．４ｋａ２８ｌｏ原文未列出各桩的地层，￣从原文表３上分析（表土
关于“ 软土地基超长嵌岩桩受力性状 ” 的讨论
刘利民
（上商中虹（集团）有眼公司，上海２０８）ｏ０ｏ
中圈分类号：ｕ４２１７
文献标识码：Ａ
文章编号：（ｏ５８２￣）ｌ１２２ｌＯ一４４（ｏｏ —ｏ２ —０ｉ
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岩
土
工
程
学
报
２Ｏ年Ｏ２
（）２桩极限佣阻力用桩端位移来划分（５２倒１。此法ｐ５，行）是创新，依据为何？按原文表１和表４，ｐ１～７在所需的桩顶沉降（文表１）桩顶沉降对应的加载值（原０，原文表４）确定～７，的仉（原文表１）对应的桩端阻力在Ｓ４Ｓ２Ｓ３桩均为０１，ｚ，ｚ，ｚ，Ｓｌｚ则为９２ｋ原文表１，ｄ＝．６岫，它桩为０１３Ｎ（０ｓ０３其．０～０．

常规钻机与旋挖钻机成孔孔径特性研究

般情况下，平均成孔时间大约６ｈ左右，ｌｄ可以成孔３
～
４个，因此适用于工期要求紧的工程项目； ③ 占用临
承载力会受到桩孔形状、泥皮厚度、沉渣厚度、桩孔暴露时间等许多桩孔特征因素的影响。张建新、刘利民用粗糙度因子来描述钻孔灌注桩孔壁的粗糙程度，研究分析得出孔壁桩侧阻力与粗糙度之间的计算
不同施工机械，由于其作业技术特点的差异，其成
孔质量也不同。成孔质量的差异将对混凝土浇注后的
泥浆又回到孔内，如此不断循环，不断将钻渣携至地面。但渣土中存有的大量泥浆给弃渣的运输、存放及清理带来很大不便。
本次科研测孔所采用的ＴＲＭ１４０型旋挖机，机、
１３０
低
温
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技
术
２０１３年第７期（总第１８１期）
常规钻机与旋挖钻机成孔孔径特性研究
闫婧
２００２３５）（上海市隧道工程轨道交通设计研究院。上海
【摘
要】基于常规钻机和旋挖钻机成孑Ｌ孑Ｌ径实测数据，分析了不同土层、不同深度两种机械成孔孔径的差
关系。２机械性能特点
时用地少、施工效率高、机动灵活，适用于各类土层，旋
转钻进容易控制钻孔直径，比较经济高效。
３两种机械试桩孔径分析
传统钻机和旋挖机的施工工艺不同，各具特点，其
成孔效果也不相同。现选择有代表性的两组不同钻机

《建筑桩基技术规范》(修订)

当Bc/L≥1时，承台土抗力形成的压力泡包围整个桩群，导致桩侧阻力、端阻力发挥值降低，相应的承台土抗力增大。
5.3 承台土抗力随承台区位和排列的变化
■ 承台内区（桩群包络线以内）土抗力明显小
于外区。
■ 单排桩条基承台土抗力大于其他排列形式
群桩，如图10
■ 为简化计算，ηc不区分内外区，这对于独立
6.1 试验结果 (1)北京桩基小组1975年试验结果
第一组孔底虚土10cm的qsu较放50cm草笼者大17%；
第二组孔底虚土10cm的qsu较放草笼50cm及虚土37cm者大 8%，16%。
（2）刘利民2000年报导的2根桩试验结果
1号桩、2号桩，实底较空底分别提高 19.2%，11.10%。
（3）上海建研院1995年进行的2根桩对比试验
图15 复合疏桩基础沉降计算示意图
（2）等效矩形基础中点沉降
（9.3-1）
（9.3-2）
式中 ξp－桩端刺入变形影响系数。桩端持力层为砂土， ξp＝1.0；粉土，ξp＝0.85；黏性土，ξp＝0.7
式中 ξps一桩土相互影响增沉系数， ξps=1+ ，随计算点与桩中心距相对距离 La/d增大而减小。按下表取值：
（原规定摩擦桩≤300mm）
（2）灌注桩后注浆
受压桩强调桩端后注浆
7 桩身受压承载力计算
7.1 制约因素（1）桩身混凝土混凝土是制约桩身承载力的主要因素，但其强度等级受施工工艺制约。同时不同工艺的工艺系数有别， ψc=0.6～0.9. （2）箍筋箍筋对轴向受压起侧向约束作用，可使轴压强度提高80%左右，如图11
青大厦等10余项工程桩基设计进行优化，节约造
价2100余万元；Smax≤35mm, △Smax≤0.0008L。

粗糙度对砂土混凝土接触面力学特性影响的试验研究

响有重大意义。
收稿日期：２０１６— ０８—０８作者简介：王涛（１９９１一），男，２０１５年毕业于中南大学岩土工程专业，工学硕士，助理工程师。
四类：第一类以粗糙几何形状参数定义粗糙度；第
二类采用分形几何学描述粗糙度；第三类通过引入Ｄ ∞ 参数以相对粗糙度的概念定量描述粗糙程度，考虑了颗粒粒径对相同粗糙几何形状下土一结构物接触面力学特性的影响；第四类是通过统计学以概率的概
念对粗糙度进行定义。
已有文献中试验粗糙度很小（大多为毫米
［４］肖书安，吴世林．复杂地质条件下的隧道地质超前探测技术［Ｊ］．工程地球物理学报，２００４，１（２）：１５９—１６５
工程学报，２０１２，４（４）；２４— ３１
产状、发育情况、连通性、充填情况等因素影响，准确率
较低。如何快速准确预报隧道构造涌水，还有待进一步研究解决。参
交通出版社，２０１１
［７］许再良，赵建峰，王子武，等．太行山特长隧道综合勘察技术的应考 Nhomakorabea文
献
用与效果［Ｊ］．铁道工程学报，２００６（１０）：５３ — ５７［８］刘志刚，刘秀峰．ＴＳＰ（隧道地震勘探）在隧道隧洞超前预报中的应用与发展［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００３，２２（８）：１３９９ — １４０２［９］王鹰，陈强，魏有仪，等．红外探测技术在圆梁山隧道突水预报中的应用［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００３，２２（５）：８５５ — ８５７［１０］雷春英，尚亿军，李晓虎，等．综合超前地质预报技术在马桑哨隧道中的应用研究［Ｊ］．工程地质学报，２０１２（６）：１００７ — １０１２

考虑孔壁粗糙体退化的灌注桩竖向荷载传递

收稿日期：2020-09-18基金项目：国家自然科学基金资助项目（51978255），National Natural Science Foundation of China （51978255）；长沙理工大学桥梁工程领域科研平台开放基金项目，Open Research Fund of Science and Technology Innovation Platform of Bridge Engineering ，Changsha University of Sci -ence &Technology作者简介：刘亚楠（1992—），男，山东菏泽人，湖南大学博士研究生†通信联系人，E-mail ：******************第48卷第11期2021年11月湖南大学学报（自然科学版）Journal of Hunan University （Natural Sciences ）Vol.48，No.11Nov.2021DOI ：10.16339/ki.hdxbzkb.2021.11.016文章编号：1674—2974（2021）11—0160—06考虑孔壁粗糙体退化的灌注桩竖向荷载传递刘亚楠，赵衡，赵明华†，彭文哲（湖南大学岩土工程研究所，湖南长沙410082）摘要：研究剪切面粗糙体退化对桩岩界面剪切过程中荷载传递机理的影响.将桩身混凝土与钻孔地层之间的粗糙面抽象为一系列相同的等腰三角形，并用半波长和剪胀角定义单个粗糙体的尺寸，引入Patton 模型来描述粗糙体的宏观剪切响应与相对剪切位移之间的关系，并考虑到孔壁地层与桩身混凝土的相对刚度比，基于能量原理，引入了一个粗糙体退化系数来定义在剪切过程中所产生的粗糙体表面磨损及体积压缩的行为.据此，修正了经典的Patton 模型，进而推导了考虑孔壁粗糙体退化的灌注桩竖向荷载传递方程，该方程不仅可以考虑剪切面的粗糙程度（半波长及剪胀角）对桩身荷载传递行为的影响，而且该解答中所包含的参数物理意义明确.采用有限差分法对荷载传递方程进行求解，并与工程实例进行了对比验证.结果表明，本文理论预测方法的结果与现场实测结果吻合较好，对灌注桩的初步设计有一定参考价值.关键词：桩基础；侧阻力；荷载传递；粗糙体退化；剪胀角中图分类号：TU473文献标志码：AVertical Load Transfer Behavior of Cast-in-placePiles Considering Hole Wall Asperity DegradationsLIU Yanan ，ZHAO Heng ，ZHAO Minghua †，PENG Wenzhe（Institute of Geotechnical Engineering ，Hunan University ，Changsha 410082，China ）Abstract ：The influence of degradation of shear surface asperity on the load transfer mechanism of the pile-rockinterface in the shear process is studied.Firstly,the rough surface between concrete of the pile and bored stratum is abstracted as a series of identical isosceles triangles,and the size of a single rough body is defined by half-wavelength and dilatancy angle.Secondly,the Patton model is introduced to describe the relationship between macroscopic shear responses of the rough body and relative shear displacement.Considering the relative stiffness ratio between the hole wall stratum and the pile body concrete,based on the energy principle,a rough body degradation coefficient is intro -duced to define the behavior of the rough body surface wear and volume compression generated during the shearing process.Accordingly,the classic Patton model was then improved.On this basis,the vertical load transfer equation of cast-in-place piles considering the degradation of the hole wall roughness is derived.This equation can not only con -sider the influence of the shear surface roughness (half wave length and dilatancy angle)on the load transfer behavior . All Rights Reserved.刘亚楠等：考虑孔壁粗糙体退化的灌注桩竖向荷载传递在我国南方山区，常采用半路半桥或公路桥梁的形式跨越山区或峡谷，此时需将桥梁桩基设置在风化程度各异的土层或岩层中[1].在各类地层的钻孔和成桩过程中，扰动的地层与浇筑的混凝土桩体之间会形成参差不齐的剪切面.当基桩承受竖向荷载时，由于剪切面的错动引起的界面摩擦是桩侧阻力的主要来源[2].目前，国内外众多学者基于室内模型试验及现场试验结果，建立了大量理论模型预测钻孔灌注桩的桩侧摩阻力发挥机制[3-5].但是，这些研究大都基于各种数学假定而缺乏对应的物理机制.例如，假定摩阻力的发挥与相对剪切位移之间服从线性、双曲线或者三折线的数学关系.这类模型本质上属于半经验半数学方法，需根据经验参数完善模型参数的选取，最终确定侧阻力极限值.20世纪60年代，Patton[6]基于室内岩石直剪试验结果提出了经典的Patton节理模型，首次将岩石节理假定为一系列规则的三角形粗糙体，并给出了峰值抗剪强度的双折线包络线.随后，Ladanyi等[7]从能量耗散的角度对Patton模型进行了改进，以考虑被剪断的粗糙体所能提供的残余摩擦力.针对岩石节理的随机性与不规则性，Barton[8]提出了著名的JRC （The Joint Roughness Coefficient，粗糙度系数）-JCS （The Joint Wall Compressive Strength，节理壁面抗压强度）模型，引入10条标准轮廓线来反映不同二维岩石节理面的JRC.然而，Grasselli等[9]在研究粗糙度和材料特性对节理剪切变形行为的影响时发现，当界面剪切的相对位移越大时，剪切过程中节理自身的压缩变形与磨损就越大.显然，节理剪切过程中的剪胀角i并非恒定值，而是与材料性质参数和几何参数相关的变量.Patton剪切模型形式简单且参数具有显著的物理意义，为预测钻孔灌注桩的桩侧摩阻力发挥提供了新的思路[10-15].但值得注意的是，Patton 剪切模型是基于刚性粗糙体的概念进行建模的，换言之，对于灌注桩的孔壁粗糙体，需要进一步考虑桩身混凝土和孔壁地层的相对刚度[16-18].当刚度较大时，地层粗糙体的压缩与退化效应不容忽视，且将进一步影响粗糙体的抗剪强度.这是由于在剪切位移的发展过程中，孔壁对桩身的侧向约束程度将随着界面剪胀的增加而增加[16，19-20].因此，不考虑粗糙体的压缩将高估界面的剪胀程度和孔壁的侧向约束程度.对于工程设计来说，这种高估无疑是偏于不安全的.基于此，本文考虑到孔壁地层与桩身混凝土的相对刚度差，引入了一个粗糙体退化系数来定义在剪切过程中所产生的粗糙体表面磨损及体积压缩的行为.在此基础上修正了经典的Patton节理模型，并用以描述灌注桩的侧阻力发挥机制.然后，将其引入灌注桩的竖向荷载传递分析中，并推导基桩轴力与沉降之间的关系.最后，通过算例验证，证明了本文理论计算方法的可行性，并对粗糙体半波长及倾角的影响进行参数分析，以期为灌注桩的初步设计提供一定的参考.1常法向刚度条件下桩侧摩阻力1.1基本假定钻孔灌注桩成孔时，桩身混凝土与孔壁地层的交界面将存在由于钻孔设备钻进而产生的粗糙体，当该界面滑移时，会出现滑移剪胀现象（如图1所示），界面的法向应力增加，嵌岩段桩侧摩阻力的产生主要由此引起.为便于后续理论推导，本文做如下假定：1）桩岩界面的粗糙体为规则等腰三角形，半波长为λ，粗糙体倾角为β（见图1）；2）忽略界面的胶结作用力c u；3）孔壁地层材料的刚度小于桩身混凝土.1.2法向应力及法向刚度钻孔灌注桩工作过程中，桩身在荷载作用下与孔壁地层发生相对向下的位移，将产生沉降w.界面发生剪胀，产生法向应力增量，根据厚壁圆筒的弹性理论解，当洞壁发生径向扩张时（轴对称）的法向应of piles,but the physical meaning of parameters included in the solution is also clear.Finally,the finite differencemethod is used to solve the load transfer equation,which is compared and verified by engineering examples.The re原sults show that the theoretical predictions in this paper are in good agreement with the field measured results,andhave a certain reference value for the preliminary design of cast-in-place piles.Key words：pile foundation；side resistance；load transfer；asperity degradation；dilation angle第11期161 . All Rights Reserved.力增量Δσn 为：Δσn =E r 1+νr Δr r（1）式中：E r 为岩体的弹性模量；νr 为岩石的泊松比；r 为桩截面半径；Δr 为桩半径增量.剪胀前桩孔径D剪胀后桩孔径D+ΔD围岩围岩混凝土桩混凝土桩桩顶沉降Q λ（a ）剪胀前（b ）剪胀后图1钻孔灌注桩滑移剪胀过程Fig.1Sliding-dilation process of cast-in-place piles令K =E r /（（1+νr ）×Δr ），将其定义为围岩法向刚度，可知法向应力增量Δσn 与径向扩张线性相关.当深度z 处界面的相对位移增量为Δw ，孔壁粗糙体处于弹性状态时，岩壁的径向膨胀为：Δr =Δw tan β（2）式中：β为粗糙体倾角.根据式（1），法向应力增量为：Δσn =K tan βΔw （3）1.3粗糙体压缩在初始剪胀过程中，剪胀角i 可视为粗糙体倾角β，即初始剪胀角i 0=β.然而，常法向刚度（Constant Normal Stiffness ，CNS ）条件下法向应力的施加可能导致粗糙体的压缩与磨损（本文统称为退化），粗糙体倾角的退化过程可通过粗糙体高度的降低来表征[15]，如图2所示.i 0i图2粗糙体变形示意图[15]Fig.2Schematic diagram of asperity deformations [15]显然，不同法向应力会产生不同的粗糙体压缩高度Δy ，从而直接影响剪胀角的发挥程度.受法向应力和法向刚度的影响，粗糙体的退化将不会与剪切位移线性相关.因此，剪胀角不能直接使用粗糙体初始剪胀角i 0，而应由动态变化剪胀角i 来代替.此时，倾斜率tan i 可用于衡量剪胀角发挥值，表示为：tan i =Δy /Δw （4）1.4桩侧摩阻力表达式一般而言，软岩粗糙体的压缩程度太大而不能被忽略，滑移剪胀过程中，剪胀角发挥值i 小于初始剪胀角i 0.鉴于此，本文引入退化因子η来表征瞬时剪胀角与初始剪胀角的比值，如式（5）所示.η=0，对应粗糙体未退化条件；η=1，对应粗糙体被完全破坏条件.tan i =tan i 0（1-η）（5）式（5）为粗糙体退化的一般关系，但退化规律的演变不能简单地用此方程来表征.大量直剪试验[9-11]表明：剪胀角的退化速度随着剪切位移的增加而下降；在大多数情况下，其变化曲线可用指数函数描述.在此基础上，本文通过定义两个参数的幂函数来描述粗糙体退化特性，如式（6）所示.η=1-exp -kw λ()m[]（6）式中：λ为粗糙体半波长；m 为材料参数；k 为几何参数.目前尚不清楚m 、k 与其他物理力学参数（如软岩抗压强度或杨氏模量）之间的关系，但可以确定的是，m 与岩石抗压强度成正比，k 与粗糙度成正比.滑动剪切力S 可以表示为：S =N tan i 0+S tan i 0tan φb +N tan φb （7）式中：N 为法向力；φb 为软岩内摩擦角；N tan i 0，S tan i 0tan φb ，N tan φb 分别表示由法向力抵抗剪胀的滑动摩擦力、剪胀时引起额外的滑动摩擦力以及不考虑剪胀时内摩擦角引起的滑动剪切力.相应地，其滑动机制可表示为：τ=σn （tan i 0+tan φb）1-tan i 0tan φb（8）式中：τ为剪切应力.常法向荷载条件下规则三角形粗糙体的峰值抗剪强度可由经典的Patton 模型[6]表示：τ=σn tan （φb +i 0），σn ≤σT （9）τ=c +σn tan φr ，σn ≥σT （10）式中：σn 为法向应力；φr 为软岩的残余摩擦角；c 为黏聚力；σT 为过渡应力，σT =c /[tan （φb +i ）-tan φr ].将式（7）和（8）代入式（9），桩岩界面平均剪切应力可通过剪胀角来计算。

建筑岩质边坡桩基受力特性及边坡稳定性分析

摘要随着我国城镇化的进程，城镇的规模越来越大，城镇的土地资也源越来越紧张，常常需要将建筑物修建在临近边坡坡顶的位置。

对于存在破裂面的岩质边坡，规范规定，不得将桩支承于边坡潜在滑动体上，桩端应进入潜在破裂面以下稳定岩土层内，并对破裂面以上的桩段采取有效隔离措施减少桩基竖向荷载传递到滑移体上。

穿过潜在破裂面的桩基不但承担上部建筑传递的竖向荷载，而且承担部分滑移体的下滑力。

对穿过破裂面建筑桩基侧摩阻力、剪力及弯矩的分布进行研究，可以增加今后隔离桩设计的准确性；对存在破裂面岩质边坡建筑桩长的研究，提出满足桩端不进入破裂面以下的设计条件，具有非常现实的意义。

本文的主要内容及所得结论如下：①通过室内模型试验，研究了穿过破裂面建筑桩基在三种隔离措施（油毡、聚氨酯涂料、聚氨酯涂料+5%石墨粉）条件下桩侧摩阻力的分布，并与无隔离措施下桩侧摩阻力进行对比，研究了三种隔离措施的隔离效果。

研究表明：（1）桩基无隔离段时，桩侧摩阻力主要集中在桩顶到2D桩深范围；桩基存在隔离段时，桩侧摩阻力主要集中在嵌岩段。

（2）采用三种隔离方式，均能起到不同程度的隔离效果，但无法完全消除。

采用聚氨酯涂料+5%石墨粉进行隔离时，经济性高，隔离效果最好。

②依托具体工程实例，利用FLAC3D分析了穿过破裂面桩基在不同破裂面强度、不同岩质强度、不同支护条件下，所承受的剪力和弯矩作用。

研究发现：（1）破裂面抗滑力大于滑移体下滑力或边坡进行有效支护时，桩基所受剪力和弯矩非常小；（2）桩顶采用刚性横梁连接时，可以使桩基所受的弯矩和剪力更加均匀，但是对部分桩基所受弯矩和剪力减小程度有限。

③利用FLAC3D分析了存在破裂面岩质边坡在不同破裂面粘聚力、内摩擦角、边坡支护等条件下，不同桩长对边坡整体稳定性的影响。

研究发现：（1）建筑岩质边坡安全系数随破裂面c、ϕ值的变化均存在临界值，当c、ϕ值小于临界值时，边坡安全系数随c、ϕ值呈线性增长；c、ϕ值大于临界值时，建筑岩质边坡的安全系数不再增加。

桥梁治理的发展中嵌岩桩承载特性的研究进展

200区域治理PRACTICE作者简介：王贤栋，生于1995年，硕士研究生，研究方向为桩基工程。

桥梁治理的发展中嵌岩桩承载特性的研究进展同济大学土木工程学院王贤栋摘要：嵌岩桩指桩的下部有一段长度浇筑于岩层的钻孔灌注桩，在桥梁建设中经常采用嵌岩桩的形式。

本文总结了嵌岩桩承载特性的研究性状，从嵌岩桩承载特性的影响因素、嵌岩桩测试新技术和数值模拟研究等方面进行了归纳，对以后的嵌岩桩承载特性研究进行了展望。

关键词：嵌岩桩；承载特性；桥梁中图分类号：TU473.1文献标识码：A 文章编号：2096-4595（2020）26-0200-0002一、序言嵌岩桩是一种将桩端嵌固在岩层中的桩型，它的端部与岩石相嵌固，能够充分地利用下部基岩的承载性能。

近年来，我国正在大力建设西部，推动西部经济繁荣，重点对西部的交通进行建设，推动了桥梁工程的发展。

嵌岩桩单桩承载力强、沉降小，抗震性能好，能够满足承载力和变形的要求，所以在山地丘陵地区被广泛采用，受到了工程人员的重视 [1]。

为了保障西部交通建设的进一步推进，越来越多的嵌岩桩被应用到了西部大型桥梁建设中，然而对嵌岩桩的承载特性研究，其理论研究滞后于工程应用。

对于嵌岩桩的承载特性研究，国内外学者运用理论分析、现场试验和数值模拟等方法对嵌岩桩的承载特性进行了深入的研究。

二、嵌岩桩承载特性的影响因素嵌岩桩的单桩承载力是靠桩土相对位移发挥出来的，桩土相对位移与桩身所处岩性、桩身材料和嵌岩深度等都有关系，所以影响嵌岩桩承载特性的因素有很多。

嵌岩桩成桩质量受到很多方面因素的影响，又因为嵌岩桩深埋地下，它的承载机理非常复杂。

对于桩基工程来说，了解影响嵌岩桩承载特性的因素非常重要，有利于对成桩过程进行优化设计。

（一）嵌岩深度的影响早在1975年Ｒowe [2]就通过试桩试验探究嵌岩深度对桩的侧阻力的影响，嵌岩深度越深，桩的侧阻力反而会略有减小。

史佩栋等[3]对上百例现场试桩资料和两例原位试桩长期观测资料分析得出，不能盲目地增加嵌岩深度，嵌岩深度过深，反而不利于调动基岩的端承能力。

孔壁粗糙度对深嵌岩桩承载特性的影响_龚成中

承载力、桩侧摩阻力和桩端阻力的影响。结果表明: 粗糙孔壁对提高桩基的极限承载力是非常有利
的, 且桩端存在沉渣时, 提高效果更为明显; 在软岩地区, 孔壁粗糙的情况下, 随着孔壁粗糙度的增大, 极限承载力还有可能出现下
降的趋势; 孔壁粗糙度对桩端阻力也有一定影响, 孔壁粗糙度大的桩, 其桩端阻力发挥作用所需要
尽管孔壁粗糙度对桩基承载力影响较大, 但由于条件的限制, 中国学者对此涉入较少, 刘利民等[ 14] 主要介绍了孔壁粗糙度对侧摩阻力的影响, 但由于试验桩数量较少, 研究不够深入。鉴于此, 本文中以大直径嵌岩桩基础承载机理研究和跨海大桥大直径深长软岩嵌岩桩承载特性研究为依托, 借用 H orvat h 等给出的孔壁粗糙度定义方法, 采用规则的弧形凹凸界面, 在室内 5 组模型试验的基础上, 研究孔壁粗糙度对深嵌岩桩承载特性的影响, 为桥梁工程中深嵌岩桩承载力优化设计提供理论基础和
为研究孔壁粗糙度对桩基承载特性的影响, 统一选取直径 D= 50 mm、桩长 L = 50 cm 的 10 根模型桩进行试验( 图 2) 。
试验桩上无覆盖土层, 桩顶上部预留 50 mm, 以便于进行桩顶加载, 其余桩身部分全部嵌入岩层, 嵌入深度为 9D = 450 mm。试验分 5 组进行, 具体分组情况和参数如表 1 所示。由表 1 可知, 除第 1 组为光滑桩( 表面经过砂轮打磨) 外, 其余各组孔壁粗糙度因子依次增加。为考虑桩端沉渣的影响, 在试验桩P1、P 3、P5、P 7、P9桩端处设置了 3 cm 厚的
收稿日期: 2010-06-03 基金项目: 十一五国家科技支撑计划项目( 2008BA G 07B01) ; 山东省交通厅科技项目( 2010Y- 3) 作者简介: 龚成中( 1970- ) , 男, 江苏淮安人, 淮阴工学院副教授, 东南大学工学博士研究生, E-mail: gcz 2008@ sina. com。

孔壁粗糙度对嵌岩桩承载力的影响_刘利民

孔壁粗糙度对嵌岩桩承载力的影响刘利民(上海建工(集团)总公司　200002)　何水莲(湛江市建筑设计所　524003)[提要]　总结了孔壁粗糙度对嵌岩桩承载力影响的规律,探讨了孔壁粗糙度影响嵌岩桩承载性状的机理,分析了影响嵌岩桩孔壁粗糙度的因素,指出改善孔壁粗糙度是提高钻孔灌注桩承载力的有效途径。

[关键词]　嵌岩桩　孔壁粗糙度　承载力　影响　因素T he rule of hole side roughness affecting the bearing capacity of rock -socked pile has been summarized ,the principle of the effect o f hole side roug hness to rock -socked pile bearing capacity has been studied .T he factors that affect hole side roug hness have been analyzed .T he result that it is an effective method to increase bored pile bearing capacity by improving hole side roug hness has been pointed out .Keywords :ro ck -socked pile ;hole side roughness ;bearing capacity ;effect ;facto r 《建筑桩基技术规范》(JGJ94—94)提出了计及桩侧阻力的嵌岩桩承载力计算方法,但还远不能解释嵌岩桩桩侧阻力的作用机制和嵌岩桩的承载变形性状。

其实,在一般的中、长嵌岩桩中,桩侧阻力所发挥的作用要大得多,其作用的机理也复杂得多,而这其中孔壁粗糙度是一个十分关键的因素。

增加孔壁粗糙度提高钻孔灌注桩承载力的原理及施工措施

第11卷第3期2006年6月新　余　高　专　学　报JOURNAL OF X I N Y U C OLLEGE Vol .11,NO.3Jun .2006—97　—增加孔壁粗糙度提高钻孔灌注桩承载力的原理及施工措施　●艾利群1,刘小亭2(1江西新余新钢建设有限责任公司,　江西　新余　338000)2江西新余新钢房地产开发有限责任公司,　江西　新余　338000)摘　要:根据对他人实验研究的进一步分析,确认:不同的孔壁粗糙度是导致同一场地中钻孔灌注桩承载力差异的根本原因,并介绍了提高孔壁的粗糙度的施工措施及方法。

关键词:桩基;灌注桩;承载力;孔壁粗糙度中图分类号:T U 473.1　文献标识码:A 文章编号:1008-6765(2006)03-0097-02收稿日期:2006-05-11作者简介:艾利群(1973-),女,江西新余人,工程师。

在分析大量钻孔灌注桩试桩资料的过程中,曾发现同一工地桩的规格和桩周土性质相同,但承载力却相差很大。

按规范和通常的概念解释,同一场地中桩的承载力不应有如此大的差异。

在排除桩身材料强度、桩身质量和孔底沉渣等因素的影响后,根据有关学者的研究成果,可以认为施工工艺的差异和由此造成的孔壁粗糙的不同是导致同一场地中钻孔灌注桩承载力差异的主要原因[1]。

本文认为,不同的孔壁粗糙度是导致上述试桩承载力差异的根本原因。

以下对此问题试作进一步的分析。

1有关孔壁粗糙度对钻孔灌注桩承载力影响的试验研究工程实践表明,嵌岩桩的孔壁粗糙度比较容易控制且可在较大的范围内变动,利用嵌岩桩来研究孔壁粗糙度对灌注桩承载力的影响具有典型性和代表性。

图1是桩底悬空、孔壁粗糙度不同的四根试桩的荷载-沉降曲线,此时桩顶荷载完全由桩侧阻力来承担。

其中的S 12和C 2孔壁光滑,A 3和S 3孔壁粗糙。

从图中可以看出,孔壁的粗糙度对桩侧阻力最大值、桩侧阻力残余值以及与之相对应的位移量均有很大的影响。

在孔壁光滑的情况下,嵌岩桩平均侧阻力与桩的沉降呈加工软化型响应;当桩的沉降值很小时,嵌岩桩的平均侧阻力已经达到最大值;随沉降值增加,侧阻力从最大值减少至残余值,且最大值和残余值的差异较大[2]。

嵌岩桩承载力影响因素数值分析

嵌岩桩承载力影响因素数值分析刘会球【摘要】基于韶山某铁路桥梁工程,应用FLAC3D对桥梁地基嵌岩桩进行数值模拟,研究溶洞直径、顶板厚度、嵌岩深度对嵌岩桩承载力的影响规律.研究结果表明:溶洞直径越大,嵌岩桩承载力越低;增大顶板厚度可减小嵌岩桩沉降,当顶板厚度增加至一定值则沉降减小不明显;嵌岩深度越大嵌岩桩沉降越小,当嵌岩深度达到一定值则沉降减小不明显.【期刊名称】《铁道科学与工程学报》【年(卷),期】2018(015)010【总页数】6页(P2535-2540)【关键词】嵌岩桩;溶洞直径;顶板厚度;嵌岩深度;FLAC3D【作者】刘会球【作者单位】中铁二十五局集团第三工程有限公司,湖南长沙410001【正文语种】中文【中图分类】TU446岩溶地区的地质条件往往较复杂，桥梁桩基嵌岩桩承载力不仅与其嵌岩深度有关，还与溶洞的分布情况相关[1−2]。

我国关于岩溶地区嵌岩桩竖向承载力的研究并不多，对嵌岩桩的沉降分析也较少。

在实际工程中通常会对溶洞安全厚度进行检算，对满足厚度检算的嵌岩桩按照一般嵌岩桩考虑，该算法忽略了下方溶洞对嵌岩桩承载力及沉降的影响，但溶洞会使嵌岩桩承载机理发生较大改变，尤其是不良地质的溶洞遇较大荷载可能发生塌陷，因此嵌岩桩在岩溶地区实际承载情况还有待进一步研究[3−4]。

国内外有相关文献对溶洞地区的嵌岩桩展开理论研究。

周栋梁等[5]利用ABQUS软件对岩溶发育区溶洞嵌岩桩的承载特性的影响进行分析，模拟结果表明溶洞范围内的桩身无法提供侧摩阻力，远离溶洞的岩层侧摩阻力依旧有效，距溶洞1 d(d为嵌岩桩直径)以上侧摩阻力基本不受影响，相比于无溶洞的情况，溶洞上方桩侧摩阻力有所削弱，溶洞下方桩侧摩阻力有所增强。

赵昌清等[6]采用MIDAS对岩溶地区大孔径桩承载力进行模拟，结果表明溶洞顶板厚度、溶洞高度和桩周岩体弹性模量是影响桩基承载力的主要因素，溶洞顶板厚度从2 d到10 d增加的过程中，沉降不断减小，溶洞高度越大则沉降越大，桩周岩体弹性模量增大会略微减小沉降，但弹性模量降低会迅速增大沉降量。

粗糙度对单桩竖向承载变形特性影响的试验研究

粗糙度对单桩竖向承载变形特性影响的试验研究冷伍明;丁荣锋;杨奇;陈琛;邓煜晨;徐方;阮波【期刊名称】《岩土力学》【年(卷),期】2024(45)6【摘要】为探究桩侧粗糙度对单桩承载变形特性的影响规律,自主研发了多功能桩基静动力模型试验系统,构建了光滑、随机型及带肋规则型桩侧界面的模型单桩,通过3D形态扫描计算获得了桩侧表面粗糙度Rn,基于此开展了饱和砂土中单桩静载模型试验。

试验结果表明:(1)粗糙度越大,单桩极限承载力和桩的割线刚度越大,桩顶沉降及其卸载回弹量越小,带肋桩能够有效提高桩基承载力并控制桩顶变形。

(2)粗糙度越大,桩侧阻力越大,桩端附近侧阻力的强化效应越明显,桩侧阻力的分布模式随桩顶荷载增大由“单驼峰”到“锥顶柱”再至“斜坡”依次演变。

(3)β值(β法中参数)随桩侧粗糙度的增大而增加,随深度增加而衰减。

带肋桩的极限侧阻力及β值远大于砂纸和光滑桩,揭示了埋深和粗糙度对β值影响规律的机制。

(4)桩侧粗糙度会影响砂土地基中桩端荷载传递函数类型,光滑桩、砂纸桩桩端荷载传递函数呈双曲线型,带肋桩呈直线型。

上述研究结果对深刻认识桩侧粗糙度对单桩承载变形特性影响规律和机制具有重要参考价值。

【总页数】11页(P1597-1607)【作者】冷伍明;丁荣锋;杨奇;陈琛;邓煜晨;徐方;阮波【作者单位】中南大学土木工程学院;中南大学重载铁路工程结构教育部重点实验室;湖南铁院土木工程检测有限公司【正文语种】中文【中图分类】TU473【相关文献】1.桩侧注浆对单桩竖向抗压承载力影响的试验研究2.不同成桩工艺对单桩竖向承载特性影响的现场试验研究3.考虑泊松效应的单桩竖向承载变形特性研究4.考虑竖向荷载影响的大直径单桩承载变形特性模型试验研究5.水泥胶结钙质砂地层中单桩竖向承载特性试验研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

粗糙度对充-岩组合体力学特性及破坏特征的影响

粗糙度对充-岩组合体力学特性及破坏特征的影响
刘慧妮
【期刊名称】《煤炭技术》
【年(卷),期】2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ24(43)4
【摘要】采用PFC颗粒流数值软件对含不同粗糙度胶结面的组合体进行单轴和三轴压缩试验,研究分析了粗糙度对组合体力学特征及破裂演化规律的影响。结果表明,不同粗糙度下组合体应力-应变曲线呈现多峰值形态;随着胶结面粗糙度增大,组合体单轴压缩峰值应力呈增大趋势,而弹性模量基本不变;低围压作用下,适当粗糙度有利于组合体强度提升,高围压作用下,强度整体上随粗糙度增大而增大;破坏形态存在2种典型类型,结构面粗糙度系数JRC<10时发生滑移磨损破坏,JRC≥10时发生剪断-劈裂复合破坏,破坏主要发生在胶结面和充填体介质区域;组合体声发射事件特征与应力-应变关系密切相关,峰值应力附近均出现峰值声发射计数,并存在明显的“回落”,声发射峰值计数随粗糙度增大整体呈现增大趋势。
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【总页数】5页(P68-72)
【作者】刘慧妮
【作者单位】天地(榆林)开采工程技术有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD315
【相关文献】
1.组合方式对煤岩组合体力学特性和破坏特征影响的试验研究2.不同煤岩比例及组合方式的组合体力学特性及破坏机制3.动静载荷耦合作用下复合煤岩体的力学特性及破坏特征4.层面倾角对组合岩体破坏失稳的力学特性影响研究5.不同倾角充-岩组合体三轴压缩力学特性及破坏特征