基于桩_岩结构面特性的嵌岩桩荷载传递分析
嵌岩桩单桩承载力计算
嵌岩桩单桩承载力计算嵌岩桩是一种常用的基础工程结构，用于承受建筑物或其他结构的荷载和抵抗下沉。
嵌岩桩的承载力计算是评估桩基承载性能和确定合适桩基尺寸的关键步骤。
本文将介绍嵌岩桩单桩承载力计算的方法和步骤。
嵌岩桩的承载力计算可以使用多种方法，其中包括静力法、动力法和经验法。
在计算之前，需要对桩基所处的地层和岩层进行详细的地质勘探和岩石力学性质测试，以获取必要的参数和数据。
静力法是最常用的一种计算嵌岩桩承载力的方法。
其基本原理是根据桩身埋入岩层的深度和桩侧摩阻力的大小来计算承载力。
具体步骤如下：1.静负荷试验：根据设计要求，在嵌岩桩处施加静力载荷，记录不同载荷下的桩沉降和桩身竖向和水平方向的应变。
这些数据将用于计算桩的侧摩阻力的大小。
2.摩阻力计算：静负荷试验结果可以用来确定桩侧摩阻力的大小。
常用的方法有半经验公式法、皮尔森法和阿伯特法等。
这些方法根据桩侧摩阻力和桩身埋入深度之间的关系，以及侧摩阻力潜在产生的机制，进行参数拟合，并计算出摩阻力的大小。
3.桩端阻力计算：桩端的承载力是嵌岩桩的另一个重要参数。
常用的计算方法有桩尖阻力计算法、桥梁法和弯曲截面法等。
这些方法要考虑桩端的摩擦力和桩尖的抗剪强度，以及桩的侧面积分效应，计算出桩端的承载力。
4.承载力计算：综合考虑桩侧摩阻力和桩端阻力的大小，可以计算出嵌岩桩的承载力。
常用的计算公式有楼氏公式、安藤公式和岩石承载力公式等。
这些公式根据桩的几何形状和土木结构特性，以及地层和岩体的物理力学性质，进行参数拟合，并计算出桩的承载力。
静力法计算嵌岩桩承载力的过程较为复杂，需要根据具体条件和要求进行细致的设计和计算。
为了提高计算的准确性和可靠性，可以使用数值模拟方法和有限元分析等辅助手段。
除了静力法，动力法也是一种常用的计算嵌岩桩承载力的方法。
动力法通过分析桩周土体与桩基之间的相互作用，以及振动信号的传播和衰减规律，计算桩的受力状态和承载能力。
动力法包括动力触探法、动力试验法和地震波反射法等，适用于复杂地层和高岩石承载力的情况。
嵌岩灌注桩承载力的探讨
但 是 ．由于人 们 对嵌 岩 灌 注 桩 的承 载 机 理 和
荷 载 传递 特 性 以及 上覆 土层 情况 认 识 不 足 ．因而
片 面 强调 了嵌 岩 ． 增 大 嵌 岩深 度 。 甚 至 在基 岩 上 采
ｓ ｏ ｃ ｋ ｅ ｔ ｅ ｄ ｐ ｉ ｌ ｅ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｂ ｏ ｃ ｋ ｓ ｏ ｃ ｋ ｅ ｔ ｅ ｄ ｐ ｉ ｌ ｅ ｓ ；ｐ ｉ ｌ ｅ ｓ ｉ ｄ ｅ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ； ｐ ｉ ｌ ｅ ｅ ｎ ｄ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ；ｆ ｉ ｒ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｉ ｌ ｅ； ｅ ｎ ｄ ｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｐ ｉ ｌ ｅ
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０ 引 言
基于修正荷载传递法的嵌岩灌注桩轴向承载有限元模拟方法
Key words: rock-socketed pile; improved load-transfer; secondary development for FRIC; FEM simulation
桩岩接触界面模型 在考虑岩土的非线性属性、层状体系及桩岩
（土）之间的非线性相互影响因素时，有限单元 法是现阶段最通用的方法。 嵌岩桩的轴向承载有限元模拟一直是一个难 题，其关键在于对桩-岩界面摩擦模型的处理。桩 基的竖向承载控制微分方程为:
收稿日期：2012-10-12
d 2 s = U x (z) （1） E p Ap dz 2 式中：U为桩周长；Ep为桩体弹性模量；Ap为桩界 面面积；τ(z)为荷载传递函数。 嵌岩灌注桩轴向静载试验揭示的承载机理
为：嵌岩桩在竖向荷载作用下，桩身发生轴向压 缩的同时，桩体与桩侧土之间发生了相对位移，
类似于“邓肯 - 张”模型的处理，以考虑 τ - s 曲线 参数随压应力变化而变化的关系，即： xf v tan{ + c = n Rf Rf k0=k1(σn)n （3）
xu =
式中:k1, n为反映参数a, b随压应力变化的参数；Rf 和粘聚力 [10] 。 2.2
（4）
为最大摩阻力发挥系数；φ, c为接触介质的摩擦角 修正的双曲线荷载传递函数 嵌岩灌注桩在轴向加载过程中，桩体向下滑 移，桩岩界面膨胀产生法向应力增量Δ σ n，根据 厚壁圆筒的弹性理论解，当洞壁发生径向扩张Δr 时的法向应力增量为： Dvn = Er Dr k Dr = 1 + vr r （5）
图1
实测双曲线荷载传递关系
采用该模型模拟嵌岩桩与围岩界面抗剪强度 （2） 时用混凝土-岩石界面摩擦角φu替换上式中的φv， 相对位移引起的剪应力达到凸起部分的抗剪强 度，则其将被剪断，此后侧阻力由岩体残余摩阻 力提供 [16]。由式（ 8 ）和（ 9 ）可求得凸起被剪断 的临界法向应力： 在加载过程中，当法向应力达到一定值后，桩岩
嵌岩桩载荷试验承载力分析
Ｑ／Ｙ ｋ
２ ０ ４ ０ ０ ０ ０ ０ １ ０ ０ ｌ ０ ０ Ｉ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ６ ０ ８ ０ ０ ２ ０ ４ ０ ０
１ 嵌岩 桩载 荷试 验 曲线特 征
载荷试验 的主要成 果是得 到荷载 （ ～位 移 （） 系 曲 Ｑ） ｓ关
线 。一 般 埋 人 土 中 的桩 ，典 型 的 Ｑ～ｓ 线 可 划 分 为 明 显 的 曲 三 段 １ ，而嵌 岩 桩 由 于 嵌 岩 段 独 特 的 承 载 特 性 和 较 小 的 变 ｌ Ｊ
维普资讯
２０ ０ ６年 第 ４期
煤 炭 工 程
嵌：犍鼗旖 蘩载蠢分辑 城
李 凤 奇 谭 燕秋 ，
（ ． 煤 国 际 工 程 集 团武 汉 设 计 研 究 院 ，武 汉 ４ ０ ６ ；２ 河 北 工 程 学 院 ，邯 郸 １中 ３０４ ． ０６３ ） ５ ０ ８
煤 炭 工 程
２ １ 拐 点法确 定承 载 力标准 分析 ．
当 Ｑ～Ｓ 线 有 明 显 的 第 二 拐 点 即 曲线 出现 陡 降 段 时 的 曲 起 点 ，如 图 １中 的 Ｃ ，该 拐 点 对 应 的 荷 载 认 为 是 破 坏 荷 点 载 即 桩 的极 限 承 载 力 。 目前 关 于 破 坏 荷 载 的 定 义 是 不 明 确 的 ，从 理 论 上 讲 Ｑ～ｓ 线 应是 一 条 连 续 曲 线 ，一 般 情 况 下 曲 不 存 在 第 二 拐 点 ，第 二 拐 点 的 出 现 和 判 断 具 有 很 大 的 人 为 因素 ， 由于 加 荷 是 分 级 施 加 的 ，每 一 级 荷 载 大 小 或 加 荷 等
摘 要 ：桩 的静 载荷 试 验 是 了解 基 桩 承 载性 状 和 确 定 桩 承 载 力 最直 接 的方 法。 文 章基 于嵌
桥梁桩基嵌岩桩施工技术探析
桥梁桩基嵌岩桩施工技术探析摘要：本文对公路桥梁桩基嵌岩桩施工技术进行讨论。
首先分析了桥梁桩基具备的特点,其次以某项目实例为研究背景,分别从嵌岩桩的成孔设备选择、桩基施工与检测方面对该技术的应用要点进行研究。
同时对桥梁桩基产生夹层原因进行总结,并且给出合理的控制方案,希望论述后,可以给同类工程提供借鉴。
关键词：公路桥梁；桩基嵌岩桩；施工技术1桥梁桩基特点1.1嵌岩桩的特点由于社会经济的推动,交通便利等条件,使道路车流量成倍增加,为了保证道路桥梁的承载能力,避免安全事故的发生,较为有效的解决办法就是将桥梁桩的摩擦力合理增加,保证对于整体承载力在一定程度上能够得到有效帮助。
嵌岩桩主要是将基桩嵌入岩层当中,在桩体受到一定压力的同时,由于混凝土在桩体受压力的发生形变同时使桩侧摩阻力同时产生,由于受到压力的作用,部分土体已经不能保持原有位置,产生一定移动,加大摩擦力,当摩擦力加大到一定程度上时,桥桩开始发生微小移动,在移动的同时,桥桩两端也产生了一定摩擦力,阻止其发生位移[1]。
1．2嵌岩桩的荷载传递特点嵌岩桩荷载力的大小主要由摩擦力决定,桥桩摩擦力主要由两部分组成,一部分是由于重力使土体产生位移产生的桩侧摩阻力,还有一部分使由于重量逐渐增加,整体受力部分由上至下将改变为桩端受力,使桩端产生摩阻力,承受荷载。
嵌岩桩施工工艺是满足公路桥梁稳定性的有效施工手段,承载力主要由土体改变产生的摩擦力决定。
嵌岩桩在进行承重时由于受到压力,导致嵌岩桩上端的混凝土下移,在受到的挤压增加后,混凝土下土体开始移动,移动的同时,嵌岩桩侧摩阻力逐渐增加,在受到足够大的压力后,侧摩阻力增加到无以复加后开始一定受力部位,将嵌岩桩的轴力扩散到桩端部分,从而桩端也产生了相应摩阻力。
2工程实践2.1工程概况在某施工项目中,其桥梁结构是由3×16m的预应力简支空心板的连续桥面以及庄径为1.4m、桩长度为12m的四柱墩,桥台为桩径为1.2m的肋式桥台组成,其设计要求为汽车—超20级,挂车—120,人群3.5kN/m2。
嵌岩桩承载力分析计算
嵌岩桩承载力分析计算
嵌岩桩是一种常用的地基处理方法，在土木工程中被广泛应用。
嵌岩桩的承载力是设
计和施工过程中需要计算和预测的重要参数。
本文将介绍嵌岩桩承载力的分析计算方法。
嵌岩桩承载力分析计算主要包括以下几个方面：岩质地层性质的确定、桩身的计算长度、桩身与岩体之间的摩擦力计算、桩端的侧阻力计算。
确定岩质地层性质是嵌岩桩承载力计算的第一步。
通过现场勘探或实验室试验等方法，获取岩石的参数，如强度、围压下的变形模量等。
这些参数是计算嵌岩桩承载力的基础。
桩身的计算长度是嵌岩桩承载力计算的关键环节。
桩身的计算长度决定了桩与岩体之
间的摩擦力的产生和传递。
一般情况下，桩身的计算长度应大于等于1.5倍的桩身直径。
当岩石的质量较脆弱或桩身的直径较大时，计算长度可以适当增加。
桩身与岩体之间的摩擦力计算是嵌岩桩承载力计算的重要部分。
摩擦力是桩与岩体之
间产生的抗剪力，其大小取决于嵌岩桩和岩体之间的摩擦系数。
当桩体与岩体之间的摩擦
力超过桩身的自重和外力载荷时，摩擦力即为桩的承载力。
根据以上计算方法，可以得到嵌岩桩的承载力。
在设计过程中，还需要考虑桩身的强
度和变形能力以及土和岩体的变形能力等因素，以保证结构的安全性和可靠性。
嵌岩桩承载力的分析计算是一项复杂而重要的工作，需要综合考虑多种因素。
只有在
掌握了岩石的性质参数，准确计算了桩身长度、摩擦力和侧阻力等参数后，才能得到嵌岩
桩的有效承载力，并保证工程结构的安全性和可靠性。
嵌岩桩承载力分析计算
嵌岩桩承载力分析计算嵌岩桩是一种常用的地基处理方式，在建筑和土木工程中扮演着重要的角色。
它能够有效地传递建筑物和土壤之间的荷载，并能够提供牢固的承载力。
在嵌岩桩设计中，承载力分析计算是非常重要的一环，它能够帮助工程师了解嵌岩桩的承载能力，从而保证工程的安全和稳定。
本文将对嵌岩桩承载力分析计算进行详细的介绍和分析。
嵌岩桩承载力分析计算的基本原理是根据桩身在土体中受力的机理，进行相应的力学分析和计算。
嵌岩桩的承载力主要包括侧摩阻力和端阻力两部分。
侧摩阻力是指桩身受到土体侧向挤压产生的摩阻力，端阻力是指桩底部受到土体顶压产生的阻力。
在计算嵌岩桩承载力时，需要考虑土体与桩体之间的相互作用，以及土体的力学参数和桩体的几何参数等因素。
需要对土体的力学参数进行合理的确定。
土体的力学参数包括土的内摩擦角和土的内聚力等。
这些参数的确定需要通过实验室试验或现场勘察等手段获取。
在实际工程中，通常会根据现场土层的特点和地质勘察数据等信息，采用合适的试验方法对土体的力学参数进行测定，从而为后续的承载力计算提供依据。
需要对桩体的几何参数进行合理的确定。
桩体的几何参数包括桩的直径、长度、埋入深度等。
这些参数的确定需要根据实际工程的要求和土层的特点等因素进行合理的选择。
在进行嵌岩桩承载力分析计算时，需要准确地了解桩体的几何参数，并进行相应的计算和分析。
值得注意的是，嵌岩桩承载力分析计算是一个复杂的工程问题，需要综合考虑土体的力学特性、桩体的几何特征以及荷载的作用等因素。
在进行承载力分析计算时，需要严格遵循相关的计算规范和标准，以确保计算结果的准确性和可靠性。
还需要进行合理的安全系数分析和验算，以保证嵌岩桩的承载能力符合工程设计的要求。
嵌岩桩承载力分析计算
嵌岩桩承载力分析计算嵌岩桩是一种常用于建筑和土木工程中的基础方式。
它通常由钢筋混凝土制成，并嵌入到岩石中，作为建筑物或结构的承重组件。
该基础类型的设计需要考虑到岩石的力学性质和桩的几何结构，以确保它能够安全地承受设计荷载。
嵌岩桩承载力计算可以通过以下步骤实现：1. 确定岩石物理性质首先需要确定在钻探孔中发现的岩石物理性质，包括岩石的单轴压缩强度、抗拉强度和剪切强度。
这些参数将用于计算岩石的强度参数。
2. 计算桩周围土体的摩擦力桩周围的土层受到桩的影响，产生一定的侧向土压力和摩擦力。
计算这些力需要识别土体的力学性质，包括土体的重量和地基水平面上下的饱和度。
通过这些参数，可以计算出桩周围土体的侧向土压力和嵌岩桩与周围土壤之间的摩擦力。
3. 计算桩的承载力根据步骤1和步骤2中确定的参数，可以计算出嵌岩桩的承载力。
这个过程包括计算钢筋混凝土的强度、悬挂桩桩头和桩基底部之间的桩身长度和钻孔长度的相对强度和其他因素。
在计算嵌岩桩的承载力之后，需要进一步计算嵌岩桩的负荷能力。
这包括评估嵌岩桩的极限荷载和使用安全系数将极限荷载转化为实际工程条件下的设计荷载。
5. 评估成本效益最后，需要评估这种嵌岩桩基础技术的成本效益。
这可以通过将嵌岩桩基础的成本与其他基础技术的成本进行比较来实现。
成本效益的考虑可能包括机器、材料和劳动力成本，以及维护、耐久性和灾害风险等长期因素。
总之，嵌岩桩承载力计算需要考虑多个参数和因素，以确保嵌岩桩能够在不同工程环境中安全可靠地使用。
这些计算和评估可用于指导嵌岩桩基础设计和优化，并在提高安全性、降低成本和提高效率方面提供支持。
嵌岩群桩竖向荷载作用承载特性分析
謂年丄^术嵌岩群桩竖向荷载作用承载特性分析王波金延俊(绵阳职业技术学院，四川绵阳621000)[摘要]陡坡地段嵌岩群桩在竖向荷载作用下，主要研究的内容包括，荷载传递规律，承载力的构成和 特点，影响承载的因素等，其目的是更好地对嵌岩群桩所受竖向荷载进行分析，确定嵌岩群桩的竖向极限承载力，为设计和施工提供依据。
本文以嵌岩单桩承载特性为基础，结合嵌岩群桩基础特点，分析嵌岩群桩在 竖向荷载作用下的承载特性Q[关键词]陡坡;嵌岩群桩；竖向荷载 文章编号:2095 -4085(2019)01 -0083 -021刖S我国幅员面积辽阔，截止到目前高速公路总里程 达13. 1万km，位居世界第一，其中，东南沿海10 省的高速公路里程为5.35万km，占我国高速公路 总里程的40. 87%。
近年来，伴随着经济的高速发 展，公路建设逐渐由平原地区向山区深入，这就对山 区高速公路的建设提出了更高的技术要求。
山区作为基本地形之一，其地形地貌，地质水文 条件十分复杂。
对山区高速进行设计时，不仅需要考 虑公路线性满足各项技术标准，同时还需要尽可能的 对自然生态环境进行保护。
因此，在设计施工中，通 常采用桥梁这一结构形式穿越斜陡坡地区，与平坡桩 基相比，位于陡坡地段的桩基无论是从受力，边界条 件还是在使用功能上，均具有较大的区别。
目前，国内外对平陡坡地段嵌岩群桩桩基的研究 仍处在探索阶段，因此，在山区高速公路的修建中对 陡坡嵌岩群桩进行研究具有非常重要的意义。
2嵌岩群桩竖向荷载作用下的承载性桩基础在建筑，桥梁工程中的应用较为普遍，基 础类型是通常在承台底部设置群桩，桩顶部承受来自 于桩顶承台传递的荷载，通过桩身不仅将荷载向下传 递到桩端土体上，同时由于桩身对桩侧土体的挤压，各根单桩之间也会产生影响。
通过大量的工程实际和 实验表明，由于各桩之间通过侧向土体挤压以及顶部 承台的作用，导致群桩和单桩在承载荷载上有较大区 别。
设计中，群桩承载力并不等于单桩承载力之和，反之对群桩的承载力进行平均计算也不等于各单桩的 承载力，这即是桩基承载力问题中的群桩效应[1]。
嵌岩桩承载力分析计算
嵌岩桩承载力分析计算嵌岩桩是一种常见的地基处理方式，其主要作用是增加土体的承载力和稳定性。
嵌岩桩承载力分析计算是评估嵌岩桩在承受荷载时的有效性和稳定性的重要技术，其结果对于嵌岩桩的设计和施工具有指导意义。
本文将对嵌岩桩承载力分析计算进行详细探讨，包括嵌岩桩的影响因素、计算方法以及实际应用。
一、嵌岩桩的影响因素嵌岩桩的承载力受到多种因素的影响，主要包括桩身材料、桩径、嵌入深度、岩石性质、桩周围土体等因素。
岩石性质是对嵌岩桩承载力影响最为显著的因素之一。
不同的岩石类型、岩石强度以及岩石的节理状况都将直接影响嵌岩桩的承载力。
桩身材料的选择也会对嵌岩桩的承载力产生一定的影响。
桩身材料的选择既要考虑材料本身的承载力、抗压强度等特性，也要考虑与岩体的黏结性和适应性。
在嵌岩桩的设计中，这些因素必须得到重点考虑，以确保桩的承载力和稳定性。
二、嵌岩桩承载力的计算方法嵌岩桩承载力的计算一般采用静力分析和动力分析相结合的方法。
静力分析主要参考岩石力学原理和桩的受力特点，根据桩体受力状态进行承载力的计算。
动力分析则是通过振动测试和模拟等手段获取桩体的动力特性，结合地基的动力响应进行承载力的评估。
这两种方法的结果互相印证，可以有效地评估嵌岩桩的承载力。
1.静力分析静力分析是嵌岩桩承载力计算的主要方法之一。
在静力分析中，首先需要获取岩石的力学参数，包括岩石的抗压强度、岩石的弹性模量、岩石的黏结力等。
然后，根据实际情况确定桩的尺寸、深度等设计参数，计算桩体的受力状态和承载力。
在静力分析中，需要综合考虑桩的自重荷载、土体荷载、岩石的支撑作用等因素，得出桩的承载力及稳定性。
三、实际应用嵌岩桩承载力分析计算在实际工程中具有重要的应用价值。
其主要应用包括以下几个方面：1.嵌岩桩的设计在进行嵌岩桩的设计时，必须进行承载力分析计算，以确定桩的尺寸、深度、材料等参数。
设计阶段的承载力分析计算将直接影响到桩的承载能力和稳定性，其结果对于工程的安全和有效性具有决定性的作用。
关于嵌岩桩承载力的探讨
关于嵌岩桩承载力的探讨摘要分析了嵌岩桩的承载性状及计算模式；指出在不同工程地质、桩几何尺寸和成桩工艺等条件下嵌岩桩表现为端承和摩擦两种不同的承载性状。
关键词嵌岩桩单桩承载力桩侧阻力桩端阻力沉降1.概述建筑基桩穿过覆盖层嵌入基岩中(嵌固于未风化岩中不小于0.5m)称为嵌岩桩。
由于基岩强度较高，压缩性极小，嵌岩桩能提供很高的承载力。
同时嵌岩桩沉降也很小，建筑物沉降在施工过程中便可完成。
由于嵌岩桩具有这些优点，因而在工程设计，尤其是高层建筑及大型构筑物中被广泛采用。
在工程实践中，有些设计者认为嵌岩桩均为端承桩，只具有端阻力，不考虑土层侧阻力。
这种计算模式与许多工程实际不符。
其实，对不同的工程地质条件，桩的几何尺寸及成桩工艺，嵌岩桩表现出不同的承载性状。
对于桩端为基岩，桩周土层为不太弱的情况且长径比L/ D＞35的嵌岩桩，桩侧阻力是不容忽视的，这一点已为大量现场试验结果所证明。
2.嵌岩桩的承载性状由于嵌岩桩的荷载--沉降性状受多种因素影响，很难作出准确的预计。
因而我们只能对嵌岩桩的承载性状进行基本分析。
嵌岩桩的桩顶沉降主要由二部分组成：①桩身混凝土的弹性压缩；②桩底基岩的应变。
这二种分量的相互关系受荷载传递机理的支配。
施加在桩顶的荷载通过桩端阻力和桩侧阻力传递给桩周的土体和桩底的基岩，(其中桩侧阻力包括桩周土体侧阻力和嵌岩段侧阻力)桩底基岩和桩周土体应变的相对大小，决定着桩端阻力和桩侧阻力的发挥程度。
各位移分量的大小取决于桩的几何形状、荷载大小、成桩工艺及桩底基岩桩周土体和桩身混凝土的弹性模量。
对于嵌入软质基岩，桩周为均匀硬土层且长径比L/D较大的嵌岩桩。
桩侧阻和端阻充分发挥所需的极限相对位移同桩周土体和桩底基岩的强度有关，强度越高所需的极限位移越小，强度越低则所需的极限位移越大。
当桩底基岩较软，长径比较大时，桩顶荷载作用下，桩身位移相对较大，桩周土体强度较高时，其发挥极限侧阻所需位移相对较小，故桩侧阻力首先达到极限值。
嵌岩桩与扩底桩抗拔承载特性数值分析
嵌岩桩与扩底桩抗拔承载特性数值分析随着我国城市化进程的迅速发展,为缓解城市发展空间限制,地下结构的建设呈现迅猛发展的势头。
研究与探讨地下结构的抗浮稳定性问题,日益受到国内外学者的重视。
而在工程上常采用抗拔桩解决地下结构的抗浮稳定性问题。
同时高耸结构物、输变电线工程、索道桥和斜拉桥、海上石油钻井平台等也大量采用抗拔桩。
尽管抗拔桩大量地应用于工程实践中,然而其抗拔承载力特性的试验与理论研究远远落后于工程实践。
本文主要针对竖向与斜向上拔荷载作用下,采用数值计算方法,对嵌岩与扩底桩的抗拔承载特性进行了计算与分析,探讨了各种因素的影响。
主要包括以下工作:1.以ABAQUS为平台,建立了竖向上拔荷载下嵌岩桩基础的有限元计算模型。
经过具体计算,对嵌岩抗拔桩的荷载传递机理进行分析。
在此基础上,通过变动参数计算与分析,探讨了嵌岩深度、桩长、桩径、桩身弹性模量、岩层弹性模量、上部土层弹性模量及水平荷载等因素对嵌岩桩基础抗拔承载力的影响。
2.以ABAQUS为平台,建立了竖向上拔荷载下扩底桩基础的有限元计算模型。
并采用所建立的模型进行计算,分析了扩底抗拔桩的荷载传递机理、上拔荷载下桩周土体位移、塑性应变的分布规律和扩大头周围土体的竖向应力分布特征。
同时,通过变动参数计算与分析,探讨了扩底桩的长度、桩径、扩底高度、扩径比、桩身弹性模量、等截面桩侧土的弹性模量、扩大头周围土体的弹性模量、黏聚力、内摩擦角和桩土接触面上的摩擦系数等因素对扩底桩基础抗拔承载力及土体等效塑性应变的影响。
3.利用ABAQUS中的子程序USDFIE与应用程序GETVRM,实现了土体黏聚力随深度的非均匀变化。
针对此类非均质地基,建立了斜向上拔荷载下扩底桩的有限元计算模型。
采用所建立的计算模型,进行具体计算,研究与分析了不同荷载方向下,斜向上拔荷载-位移关系曲线、土的位移分布及等效塑性应变分布。
通过变动土体的弹性模量、内摩擦角和黏聚力等参数,探讨了各种因素对扩底桩斜向抗拔承载力的影响。
嵌岩桩承载力的影响因素分析及嵌岩深度的探究
嵌岩桩承载力的影响因素分析及嵌岩深度的探究【摘要】嵌岩桩所处的土层岩层复杂、桩身混凝土质量的不稳定和施工工艺的多样，导致嵌岩桩承载性能复杂，因而也使得人们对嵌岩桩的破坏机理和承载性状的认识不能达成共识和统一。
本文就简单从嵌岩桩的桩长、桩径、桩体模量、持力层性状、桩底沉渣、粗糙度等因素对嵌岩桩承载力进行分析，并对嵌岩深度做简单探究，以求对施工方面能起到一定的理论支持作用。
【关键词】嵌岩桩承载力影响因素嵌岩深度【Abstract 】Rock-socketed pile soil strata in the complex, pile body concrete quality stability and the construction technology of diversity, cause rock-socketed pile bearing performance complex, making people of rock-socketed piles of failure mechanism and characters of bearing can be reached consensus know and unity. This paper from the simple rock-socketed pile pile length, pile diameter, the pile modulus, include the character, the pile bottom settlings, roughness and factors of rock-socketed pile bearing capacity is analyzed, and the depth of rock-socketed do simple explore and try to construction can play a certain role of theoretical support.【Key Words 】rock-socketed, pile bearing capacity factors, rock-socketed depth目前在施工方面存在以下误区，即一方面不管嵌岩桩长细比的大小、上覆土层的土性、沉渣厚度等，一律将嵌岩桩视为端承桩进行设计；另一方面盲目增加嵌岩深度不考虑基岩的力学性状而采用扩底，结果延长了工期、增加了施工难度，同时由于嵌岩桩单桩承载力高，造价也较高，因此此造成的浪费是惊人的，简单从嵌岩桩的桩长、桩径、桩体模量、持力层性状、桩底沉渣、粗糙度等因素对嵌岩桩承载力进行分析，并对嵌岩深度做简单探究，以求对施工方面能起到一定的理论支持作用。
嵌岩桩水平承载力计算方法的讨论和分析
第35卷 第3期交通科学与工程Vol.35 No.3 2019年 9月JOURNAL OF TRANSPORT SCIENCE AND ENGINEERING Sep. 2019文章编号：1674−599X(2019)03−0065−07嵌岩桩水平承载力计算方法的讨论和分析周天应1，周援衡2，鲁智勇3(1. 中国港湾工程有限责任公司 科技部，北京 100027；2. 长沙理工大学 水利工程学院，湖南 长沙 410114；3. 湖南省航务工程有限公司，湖南 长沙 410006)摘要：基于桩－土受力变形特性，分析了嵌岩桩的承载力。
在水平力作用下，弹性长桩与较长的嵌岩桩的受力变形特性极其相似。
弹性长桩的假想嵌固点与较长的嵌岩桩的桩下端实际嵌岩点均被认为不会产生水平位移和转角,而假想嵌固点的位置呈现有分段突变特性。
以2个拐点为界，将水平力－位移(即H0−y0)试验曲线分为3个区段，得到H0−y0试验折线关系，再应用m法拟合进行计算。
计算结果表明：桩顶大位移工况的结果均与试验值吻合良好；当水平力大于第2拐点后，A#桩顶水平位移受桩下端嵌岩的主导作用，其位移变化率不升反降。
该结果可供相关问题计算分析时参考。
关键词：嵌岩桩；水平力；计算方法；试桩；m法拟合计算中图分类号：U611 文献标志码：AAnalysis and discussion of calculation methods forrock socketed piles under lateral loadZHOU Tian-ying1, ZHOU Yuan-heng2, NU Zhi-yong3(1. Research & Development Department, China Harbour Engineering Co., Ltd., Beijing 100027, China;2. School of Hydraulic Engineering, Changsha University of Science & Technology, Changsha 410114, China;3. Hunan Harbour Engineering Co., Ltd., Changsha 410006, China)Abstract: From the view of the pile-soil stress and deformation characteristics, it is very similar that the characteristics of elastic long piles and long rock socketed piles under the horizontal force, are very similar, which can be explained in detail that horizontal displacement and rotation both to the former hypothetical build-in point and to the latter actual build-in point won’t be produced. Furthermore, the hypothetical build-in point shows the location of a segmented mutation. The test curve of lateral force-displacement or called ‘H0−y0’ was divided into three sections by two inflection points, ‘H0−y0’ test broken line can be obtained and its relationship has been tested with ‘m’ values, and then ‘m’ method was applied to calculate and deal with it, the final calculation results including the results of pile top with large displacement are in good agreement with the test. It is also found by the test that when the lateral force is greater than the second inflection point, the lateral displacement at the top of pile No. A is dominated by the rock socket at the bottom of the pile, and the rate of displacement change does not increase but decreases, all the abovementioned results can be as a reference in the calculation and analysis of related problems.Key words: rock socketed piles; horizontal force; calculation method; pile test; fitting calculation by ‘m’ method桩基础是一种在工程中十分常见的桩尖进入土层的深基础。
嵌岩桩嵌岩段承载性状现场试验研究与分析
规 范还 是行 业规 程 ， 利用 岩块 的单轴 抗 压强度 计算 承 在
载 力 时均作 了不 同程 度 的折 减 ， 以使其 符合 岩体 不甚 完
整 时 的情况 。
ＱｋＱｋＱｋＱｋＱｋ ＋ｒ 。，。 ＋
ｕ ‘ ｉ ，ｒ ｑ ｋｉＱ ｉ ｓ１ ｋ
ｕ ｆ。 ｈ ｆ Ａ
岩桩承载力的定义【 １ 】
规范 中对于 嵌岩 桩 单桩 竖 向极 限承 载 力 标准 值 是
这样 定 义 的：
周 土体和 桩 身混凝 土 的弹 性模 量 。 嵌 岩桩 桩端 持力层 实 际为 岩体 ， 强度 不仅 取 决于 其
岩 块 的强度 ， 受岩体 的结 构面 控制 ， 亦 因此 ， 无论 是 国家
土 的总 极 限侧 阻 力 、 岩段 总极 限侧 阻力 、 岩 段 总极 嵌 嵌 限端 阻力标 准值 ： ｕ为桩 身 周长 ； 为覆 盖层 第 ｉ层土 的侧 阻力 发挥 系数 ； 为 桩 周 第 ｉ层 土 的 极 限侧 阻 力 ｑｉ
标 准 值 ： 第 ｉ 土 层 的 厚度 ：。 桩底 端 横 截 面面 １为 层 Ａ为 积 ： 为岩 石 饱和 单 轴抗 压 强度 标 准值 ：ｒ ｆ ｈ 为桩 身 嵌岩 深度 ； 、 为嵌 岩段 侧阻 力和 端阻 力修 正系 数 。
由于 嵌岩 桩 的荷 载 一沉 降性 状 受多 种 因素影 响 ， 很 难做 出准 确 的预计 。 因而我们 只 能对 嵌岩桩 的承 载性状
进行 基本 分析 。嵌 岩桩 的桩 顶沉 降 主要 由二 部分 组成 ：
不 同版本 ， 它们 依据桩 承 载机 理 的不 同 ， 设 计 方法 、 其 参 数取 值和 检测 标准 不一 。 本文 结合 实 际工程 进行 的嵌 岩
响单 桩 桩 端 阻 力 的 因 素 分 别进 行 了分 析 ， 出对 于嵌 岩 桩 ， 有 最优 的 ｈ 提 没 ｒ／ｄ ， 须 根 据 岩 体 的 强度 必 来确定 ， 并综 合 论 述 了常 用 于 桩 端 阻 力确 定 的 方法 以及 最 新 的一 些 研 究 成 果 。
基于荷载传递法的嵌岩桩竖向承载特性研究
基于荷载传递法的嵌岩桩竖向承载特性研究作者：***来源：《粘接》2022年第05期摘要：研究嵌岩桩竖向承载特性，基于荷载传递法理论，采用双曲线函数来表征桩侧阻力和桩端阻力的荷载传递规律，建立了一种可考虑嵌岩段侧阻力的嵌岩桩承载力计算模型;结合工程算例，根据理论分析和地基土性质，确定合理的模型参数，采用荷载传递的迭代法，计算桩顶荷载位移变化规律，与实测值进行对比分析。
结果表明，当荷载较小时，桩顶荷载位移曲线变化相一致;随着荷载逐渐增大，计算值与实测值间存在一定误差，但整体变化趋势相一致，证明嵌岩桩承载力计算模型的合理性。
当缺少现场试验时，可根据所提模型，对嵌岩桩极限承载力进行预测。
关键词：嵌岩桩;荷载传递法;双曲线模型;承载力中图分类号：TU473 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2022）05-0166-04Study on characteristics of vertical bearing capacity of rock-socketed piles based on load-transfer methodAbstract： To study the vertical bearing characteristics of rock-socketed piles， a bearing capacity model considering side resistance of rock-socketed section is established based on the load transfer method; in the model， the hyperbolic functions are used to characterize the load transfer law of pile side resistance and pile end resistance. Model parameters are determined by engineering calculation， theoretical analysis and foundation soil properties; the load and displacement changes at the top of the pile are calculated by the iterative method of load transfer， and then compared with measured values. The comparison results show that when the load is small， the calculated values well fit the measured values; as the load increases， the discrepancy between calculated and measuredvalues is observed， nevertheless， the overall changing trends for both calculated and measured values are consistent. As a result， the proposed model is proved to be reasonable and could be used to predict the ultimate bearing capacity of rock-socketed piles when lacking filed tests.Key words： rock-socketed pile;load transfer method;hyperbolic model;bearing capacity嵌巖桩因其承载力高沉降小而广泛应用于建筑、桥梁等工程领域。
嵌岩桩自锚试桩法基桩竖向荷载传递机理及承载力确定方法研究
嵌岩桩自锚试桩法基桩竖向荷载传递机理及承载力确定方法研究嵌岩桩自锚试桩法基桩竖向荷载传递机理及承载力确定方法研究摘要：嵌岩桩自锚试桩法是一种基于自然岩石的预制嵌岩桩施工方法，具有施工方便、速度快、成本低等优点。
为了深入研究嵌岩桩自锚试桩法的基桩竖向荷载传递机理及承载力确定方法，本文通过野外试验和数值模拟相结合的方法，对嵌岩桩自锚试桩法进行了深入研究。
关键词：嵌岩桩；自锚试桩法；基桩；竖向荷载传递机理；承载力确定方法1.引言嵌岩桩是一种常用的地基处理方法，广泛应用于工程中。
传统的嵌岩桩施工方法存在施工困难、成本高等问题。
为了克服传统嵌岩桩施工方法的缺点，提高施工效率和质量，嵌岩桩自锚试桩法应运而生。
相比传统方法，嵌岩桩自锚试桩法具有施工方便、速度快、成本低等优点，被广泛应用于各个工程领域。
2.嵌岩桩自锚试桩法基桩竖向荷载传递机理研究嵌岩桩自锚试桩法是通过将预制的嵌岩桩固定在岩石中，将竖向荷载传递到岩石中。
在传统的嵌岩桩施工方法中，基桩与岩石之间存在一定的间隙，导致荷载传递不直接，影响基桩的承载力。
而嵌岩桩自锚试桩法通过将桩体与岩石紧密结合，使得竖向荷载能够直接传递到岩石中，提高了基桩的承载力。
3.嵌岩桩自锚试桩法基桩承载力确定方法研究嵌岩桩自锚试桩法的基桩承载力是基于桩与岩石的结合强度的。
为了确定基桩的承载力，可以进行现场试验或数值模拟。
通过现场试验，可以得到基桩的荷载-沉降曲线，从而确定基桩的极限承载力。
而通过数值模拟，可以模拟基桩与岩石的接触特性，确定基桩的侧阻力和摩擦阻力，从而得到基桩的承载力。
4.试验结果与分析通过野外试验和数值模拟，确定了嵌岩桩自锚试桩法的基桩竖向荷载传递机理及承载力确定方法。
试验结果表明，嵌岩桩自锚试桩法能够有效地提高基桩的承载力。
数值模拟结果与试验结果基本一致，验证了数值模拟的可靠性。
5.结论嵌岩桩自锚试桩法是一种有效的基桩施工方法，能够提高基桩的承载力。
基于野外试验和数值模拟的研究方法，可以确定嵌岩桩自锚试桩法的基桩竖向荷载传递机理及承载力确定方法。
《砂卵石土覆盖层大直径嵌岩桩及桩筏基础荷载传递机理与应用研究》
《砂卵石土覆盖层大直径嵌岩桩及桩筏基础荷载传递机理与应用研究》篇一一、引言随着现代建筑技术的不断发展，桩基工程作为建筑结构的重要组成部分，其承载力、稳定性和耐久性等方面的要求也日益提高。
在砂卵石土覆盖层地区，大直径嵌岩桩及桩筏基础因其优异的承载性能，得到了广泛的应用。
本文将重点研究砂卵石土覆盖层大直径嵌岩桩及桩筏基础的荷载传递机理，并探讨其在实际工程中的应用。
二、砂卵石土覆盖层特性砂卵石土覆盖层是一种常见的地基土层，其特点是颗粒大小不一，分布不均，且含有一定量的卵石。
这种土层的物理力学性质复杂，对桩基的承载性能有着重要影响。
因此，了解砂卵石土覆盖层的特性，对于研究大直径嵌岩桩及桩筏基础的荷载传递机理具有重要意义。
三、大直径嵌岩桩荷载传递机理大直径嵌岩桩是一种通过将桩身嵌入岩层中，利用桩身与周围岩层的摩擦力及桩端支撑力来承受荷载的桩型。
在砂卵石土覆盖层中，大直径嵌岩桩的荷载传递机理主要包括桩身与土层的摩擦作用、桩端嵌入岩层的支撑作用以及土层与岩层的过渡作用。
这些作用共同影响着桩基的承载性能。
四、桩筏基础荷载传递机理桩筏基础是一种将若干桩基通过筏板连接起来的桩基形式，其荷载传递机理较为复杂。
在砂卵石土覆盖层中，桩筏基础的荷载主要通过桩基传递到岩层，同时筏板也起到分担荷载、提高整体稳定性的作用。
此外，筏板与桩基之间的相互作用也会影响荷载的传递。
五、大直径嵌岩桩及桩筏基础应用研究大直径嵌岩桩及桩筏基础在砂卵石土覆盖层地区的应用广泛，尤其在桥梁、码头、高层建筑等工程中。
通过对实际工程案例的分析，可以深入了解大直径嵌岩桩及桩筏基础的施工工艺、设计方法以及荷载传递规律。
同时，通过数值模拟和模型试验等方法，可以进一步研究大直径嵌岩桩及桩筏基础在砂卵石土覆盖层中的承载性能和稳定性。
六、结论本文通过对砂卵石土覆盖层大直径嵌岩桩及桩筏基础的荷载传递机理进行研究，揭示了其在不同土层条件下的承载性能和稳定性。
同时，通过实际工程案例的分析，证明了大直径嵌岩桩及桩筏基础在砂卵石土覆盖层地区的应用效果良好。
嵌岩桩桩端岩层与桩周土的刚度比对荷载传递影响的有限元分析
75科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 工 程 技 术结合原位试验和室内模型试验,利用有限元法进行对比分析,是目前重大工程进行定量对比分析的最有效方法,受到了工程界和理论界的广泛采用。
在嵌岩桩分析中,非线性有限元分析,可模拟嵌岩桩的大部分特性。
1 模型的建立本文采用A B A Q U S 有限元软件对单根嵌岩桩的桩端岩层与桩周土的刚度比对荷嵌岩桩桩端岩层与桩周土的刚度比对荷载传递影响的有限元分析王恺 张瑞 刘庆(陕西省地矿局西安地勘院第七工程勘察所 西安 710100)摘 要:本章运用ABAQUS有限元软件,在弹塑性有限元理论的基础上对嵌岩桩的桩端岩层与桩周土的刚度比对荷载传递影响进行了分析。
关键词:嵌岩桩 荷载传递 有限元中图分类号:T D 2文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(a)-0075-01图1 嵌岩桩的有限元分析模型图2 桩岩接触面网格划分表1 模型敏感参数载传递影响进行分析,上覆土层和岩层的本构模型采用扩展的Druker-Prager模型;桩身采用混凝土损伤塑性模型;桩土界面采用三结点接触单元,桩土间的剪应力和剪切位移采用库伦摩擦模型,即罚函数的形式;桩岩接触面用正弦函数形式的曲线进行模拟;并在桩底和桩端岩层之间加设一个过渡层,孔底有沉渣时,将过渡层的属性设为沉渣,孔底无沉渣时过渡层即为桩底岩层。
考虑压浆的影响,将桩底和浆液上升高度内的单元单独划分,用场变量*field 命令控制压浆前后其属性的改变。
分析模型如图1所示。
模型的上边界为自由边界,下边界设置为全约束,侧向边界设置为竖向滑动支座(水平方向约束,上下可动)。
桩端底部设置5cm厚度的沉渣过渡层,强度可调,用于考虑沉渣和压浆的影响。
桩岩接触面网格划分如图2所示。
2 模型敏感参数的选取为了分析嵌岩桩的桩端岩层与桩周土的刚度比对荷载传递影响,在固定部分影响参数的前提下,通过改变桩端岩层与桩周土的刚度比,计算得到不同的结果,用来对比分析这些敏感参数对嵌岩桩承载性能的影响大小。
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∆σ n = K tan β s0 (∆s(z)＞s0 )
(4)
实际嵌岩桩桩岩界面的法向压力由初始应力 σn0=K0γz 和剪胀应力增量∆σn 两部分构成，徐松林 等[12]的研究表明：对于成孔灌注桩，初始应力σ n0 对 桩侧阻力的影响是有限的，桩侧摩阻力不受初始应 力控制，因此，将初始应力产生的法向压力忽略。 2.2 基于岩石结构面强度的桩侧摩阻力表达式
综合影响系数η，可作为嵌岩桩承载性能的宏观控制指标。同等条件下，η值越大，嵌岩桩承载性能越好，能承受
的极限荷载也越大。工程算例对比分析结果表明，理论计算与实测结果吻合较好，对嵌岩桩设计有一定参考价值。
关键词：桩基工程；结构面；嵌岩桩；剪胀角；剪胀效应；荷载传递
中图分类号：TU 473.1
文献标识码：A
根据式(1)，则法向应力增量为
∆σ n = K tan β∆s(z) (∆s(z)≤s0 )
(3)
式中：s0 为弹性极限位移。 2.1.2 剪切滑移阶段
随着外荷载增加，孔径也不断增大，岩石与混 凝土接触面积不断减小，当围岩粗糙体的抗剪强度 小于混凝土粗糙体沿其表面滑动产生的剪切力时， 岩壁凸起发生剪切破坏，孔径不再膨胀，如图 1(b) 所示。岩石粗糙体破坏后，桩–岩接触面只有残余 强度存在。破坏后，桩侧法向应力增量为
时用混凝土–岩石界面摩擦角ϕu 替换式(5)中ϕν。由 式(5)，(6)可知，在加载过程中，当法向应力达到一 定值σ1 后，由于桩体滑移运动产生的剪应力达到 并超过岩石凸起的抗剪强度，则岩石凸起体将被 剪断。由此可求得剪断凸起的临界法向应力条件 为
佩顿(Patton，1966)在研究规则粗糙起伏无填充 物的岩石结构面抗剪强度时提出，在法向应力较低 时岩石结构面的抗剪强度表达式为τ = σΒιβλιοθήκη n tan(ϕν + β )
(5)
式中：ϕν 为岩–岩界面摩擦角。 当法向应力很高时，结构面的抗剪强度达到岩
式中：c，ϕ分别为岩石黏聚力与内摩擦角。 采用该模型模拟嵌岩桩与围岩界面的抗剪强度
然而以上研究成果皆是对混凝土–岩石界面剪 切试验所得规律定性的描述，并且由于试件尺寸的 限制，在剪切过程中混凝土和岩石沿长度方向的切 向应力应变均为一常量，而实际的嵌岩长桩在受荷 时沿桩长的桩–岩切向应力应变是一变量，在用于 嵌岩桩的设计计算时，不能真实反应实际嵌岩桩
桩–岩界面的摩阻力及基桩轴力沿桩长的分布。本 文针对嵌岩桩荷载传递研究方面存在的问题，基于 桩–岩界面的剪胀滑移机制，借鉴已有研究岩石结 构面剪切强度的方法，来模拟混凝土–岩石凹凸界 面的受力性状，定量研究桩径、岩石与混凝土的材 料特性、混凝土–岩石界面的摩阻力特性、边界条 件及界面形状(粗糙度)影响，得到一些嵌岩桩的荷 载传递规律，为嵌岩桩承载力优化设计提供一些理 论参考。
黏聚力 cu； (3) 围岩先于桩体破坏，破坏界面为与桩体位
移平行的平面。
2.1.1 滑动剪胀阶段 在加载过程中，由于桩体向下滑移，混凝土–
岩石界面膨胀产生法向应力增量∆σn，如图 1(a)所 示，根据厚壁圆筒的弹性理论解[11]，当洞壁发生径 向扩张∆r 时(轴对称)的法向应力增量为
∆σ n
= Er 1+νr
第 28 卷 第 1 期 2009 年 1 月
岩石力学与工程学报 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering
Vol.28 No.1 Jan.，2009
基于桩–岩结构面特性的嵌岩桩荷载传递分析
赵明华，雷 勇，刘晓明
(湖南大学 岩土工程研究所，湖南 长沙 410082)
(Institute of Geotechnical Engineering，Hunan University，Changsha，Hunan 410082，China)
Abstract：The load transfer characteristics of rock-socketed pile are mainly decided by the shear behavior of rock-concrete interface. Based on the dilatancy and failure mechanisms of the interface between pile-rock and surrounding rock，a new load transfer function of skin friction suitable for the weak rock-socketed piles is set up； analytical solutions for the friction and axial force of single pile are obtained under the conditions of failure and elasticity of the surrounding rock；and the analytical solution of critical pile length is obtained as well. On the basis of those，the distributions of frictional resistance and axial force along the pile length are discussed，which can explain theoretically that the diameter of pile，pile-rock modulus ratio and dilatancy angle influence the load transfer characteristics of rock-socketed piles；and some useful suggestions for rock-socketed pile design are also proposed. Moreover，an influential parameter η，which is used as macro-control guideline of rock-socketed pile bearing performance ， is introduced to consider the comprehensive influential effect of various factors approximately. From analysis，it is found that，under the same condition，the higher the value of η is，the better the rock-socketed pile bearing performance is，and the bigger the pile ultimate load can sustain. Comparative analysis result of an engineering example shows that the values calculated by the presented method agree well with the measured data. Key words：pile foundations；structural plane；rock-socketed piles；dilatancy angle；dilatancy effect；load transfer
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岩石力学与工程学报
2009 年
1引言
随着上部结构对桩基承载力要求的不断提高， 嵌岩桩的应用日益广泛[1～4]。然而，由于嵌岩桩承 载力大、试验耗费高且很难进行破坏性试验，因而 系统完整的实测资料并不多，从而制约了人们对其 承载特性和荷载传递机制的全面认识。如国内目 前现行的《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTD D63–2007)规定嵌岩桩承载力由桩侧土总阻力、嵌 岩段总阻力和总桩端阻力 3 个部分组成，虽然给出 了半经验公式，但只笼统考虑了桩周、桩端岩石的 单轴抗压强度和嵌入深度，而对影响其承载力的岩 石与混凝土的材料特性、混凝土–岩石界面的摩阻 力特性、边界条件及界面形状(粗糙度)等不能充分 考虑。设计中混凝土–岩石界面上的摩阻力特性对 桩的极限荷载起决定性作用。张建新等[5]对嵌岩桩 的荷载试验表明，嵌岩桩的破坏特性和桩身与桩周 岩体的相对强度与刚度有关：在较弱的岩体中，会 沿桩–岩界面产生剪切破坏带，嵌岩桩的破坏是桩 岩界面的抗剪强度突然丧失所致。王耀辉等[6]对模 型嵌岩桩的试验结果表明，模型桩的破坏是混凝 土–岩石界面上的剪切破坏引起的。局部表面形状 的变化会明显地影响摩阻力分布，粗糙表面会使摩 阻力增大，桩–岩界面的摩阻力特性会极大地影响 桩的承载力特性。X. F. Gu 等[7]通过大型直剪试验 的方法来研究混凝土–岩石界面的摩阻力特性。试 验研究表明，对于规则粗糙的混凝土–岩石界面， 剪切行为强烈地受粗糙程度的影响，剪切强度峰值 随界面粗糙程度的加剧而增长。B. Indraratna 等[8] 的试验研究表明，在其他条件相同的情况下，常法 向应力条件下的剪胀角大于常法向刚度条件下的 值。常法向刚度条件下的剪切应力峰值大于常法向 应力条件下的值。对于嵌岩桩来说，其工作状态下 混凝土–岩石界面上的反应更加接近于常法向刚度 条件。
2 基于剪胀效应的桩侧摩阻力计算 模型
2.1 嵌岩桩侧阻力受力机制 由于软岩嵌岩桩成孔时桩–岩交界面存在粗糙
体，当桩–岩界面滑移时，会出现滑移膨胀现象，
界面的法向应力增加，嵌岩段侧摩阻力的产生主要 由此引起[9]。为便于理论推导，作如下假定：
(1) 桩–岩结构面为规则锯齿形起伏面，其起 伏角为β；
(2) 刘松玉等[10]的研究表明：与位移无关的混 凝土–岩石界面黏聚力 cu 量级较岩石及混凝土黏聚 力小得多，且无法准确测得，故忽略不计桩–岩间
收稿日期：2008–06–16；修回日期：2008–08–28 基金项目：国家自然科学基金资助项目(50378036) 作者简介：赵明华(1956–)，男，博士，1981 年毕业于湖南大学土木工程系路桥专业，现任教授、博士生导师，主要从事桩基础及特殊土地基处理方 面的教学与研究工作。E-mail：mhzhaohd@