循环加载下X形桩竖向承载特性模型试验研究
荷载振幅对X形桩_筏复合地基动力响应特性影响的试验研究
第51卷第2期2020年2月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.51No.2Feb.2020荷载振幅对X 形桩−筏复合地基动力响应特性影响的试验研究孙广超1，孔纲强1，刘汉龙2，楚剑3(1.三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室，湖北宜昌，443002；2.重庆大学土木工程学院，重庆，400450；3.南洋理工大学土木与环境工程学院，新加坡，639798)摘要：基于大比例尺模型试验方法，开展砂土地基中X 形桩−筏复合地基的动力特性试验研究；振动波型采用正弦波荷载，通过改变循环荷载的振幅，实测不同循环荷载下X 形桩−筏复合地基的速度响应、桩身动应力响应以及动土压力响应随荷载振幅的变化规律，揭示X 形桩−筏复合地基的动力响应机理。
研究结果表明：随着地基深度的增加，桩−筏复合地基的速度响应逐渐衰减、桩身动应力大致呈波动性减小；随着荷载振幅的增加，速度响应、桩顶动应力响应以及动土压力响应均近似呈线性增加；碎石垫层具有良好的减震作用。
关键词：桩−筏复合地基；X 形桩；振幅；动力荷载；模型试验中图分类号：TU473文献标志码：A开放科学(资源服务)标识码(OSID)文章编号：1672-7207（2020）02-0499-08Experimental study on load amplitude impact on dynamicresponse of XCC pile −raft composite foundationSUN Guangchao 1,KONG Gangqiang 1,LIU Hanlong 2,CHU Jian 3(1.Key Laboratory of Geological Hazards on Three Gorges Reservoir Area,China Three Gorges University,Yichang 443002,China;2.College of Civil Engineering,Chongqing University,Chongqing 400450,China;3.School of Civil and Environmental Engineering,Nanyang Technology University,639798,Singapore)Abstract:Based on large scale model test method,experimental study on dynamic response of cast-in-situ X ‒shaped concrete (referred as XCC)pile −raft composite foundation embedded in sand was carried out.The sine wave load was used,and the amplitude of cyclic loads was changed.The velocity response of raft,dynamic stress response of pile,dynamic soil pressure response of XCC pile-raft composite foundation under cycle loads wereDOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2020.02.023收稿日期：2019−03−25；修回日期：2019−05−08基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金重点国际(地区)合作研究资助项目(51420105013)；国家自然科学基金资助项目(51809151)(Project(51420105013)supported by the Major International(Regional)Joint Research Program of NSFC;Project (51809151)supported by the National Natural Science Foundation of China)通信作者：孔纲强，博士，教授，博士生导师，从事能源地下结构、透明土试验技术研究；E-mail:***************第51卷中南大学学报(自然科学版)measured.The dynamic response mechanism of the XCC pile-raft composite foundation was discussed.The results show that the vibration velocity of pile−raft composite foundation gradually decreases and the dynamic stress response of pile decreases approximately in a ware shape with the depth.The velocity response,dynamic stress response of pile top,and the dynamic soil pressure response nearly linearly increase with the increase of load amplitude.Gravel cushion layer has a good damping effect.Key words:pile−raft composite foundation;XCC pile;amplitude;dynamic load;model test桩−筏复合地基结构由筏板、碎石垫层、刚性桩和地基土组成，是加固高速铁路软基的最有效方法之一；当高速铁路荷载从轨道传递时，具有较大刚度的筏板起到有效分散荷载的作用，充分利用板、土共同作用，可有效解决局部应力集中和不均匀沉降等问题；同时，刚性桩加固软基提高地基承载力，充分利用了桩、土共同作用，可有效解决整体沉降等问题[1]。
考虑泊松效应的单桩竖向承载变形特性研究
第18卷第4期铁道科学与工程学报Volume18Number4 2021年4月Journal of Railway Science and Engineering April2021 DOI:10.19713/ki.43−1423/u.T20200555考虑泊松效应的单桩竖向承载变形特性研究余棚1,2，谢唯实1,2，傅旭东1,2(1.武汉大学土木建筑工程学院，湖北武汉430072；2.武汉大学岩土与结构工程安全湖北省重点实验室，湖北武汉430072)摘要：单桩在承受上拔或下压荷载时，其桩侧极限摩阻力相差较大，桩身泊松效应是重要的影响因素之一。
考虑泊松效应对桩-土界面法向应力的影响，推导得到上拔与下压荷载作用导致的桩侧极限摩阻力改变量的表达式；根据双曲线荷载传递模型，得到考虑泊松效应的的τ-z曲线；在位移协调法的基础上，通过迭代更新桩底位移使桩顶轴力与桩顶荷载相等，提出各级荷载作用下桩身位移响应的计算方法；基于Matlab开发平台编制单桩在竖向荷载作用下Q-S曲线和抗拔系数的计算程序，通过与现场试验数据对比验证了本文计算方法的可靠性。
研究结果表明：单桩的抗拔系数随着桩土平均模量比的增大而增大，但其增长速率逐渐减小；随着长径比的增大，单桩的抗拔系数线性减小。
随着桩土平均模量比的增大，抗拔系数受长径比的影响逐渐减小，当桩土平均模量比为6000时，抗拔系数几乎不随长径比的改变而变化。
关键词：极限摩阻力；泊松效应；τ-z曲线；抗拔系数中图分类号：TU473文献标志码：A文章编号：1672−7029(2021)04−0901−07Study on vertical bearing deformation behavior of single pile considering Poisson’s effectYU Peng1,2,XIE Weishi1,2,FU Xudong1,2(1.School of Civil Engineering,Wuhan University,Wuhan430072,China;2.Hubei Key Laboratory of Safety for Geotechnical and Structural Engineering,Wuhan University,Wuhan430072,China) Abstract:The ultimate side friction resistance is quite different for uplift and compressive piles,and the Poisson’s effect is one of the most important influencing factors.With the influence of the Poisson’s effect on the normal stress at the pile-soil interface considered,the expression of the change in the ultimate side friction resistance due to the action of uplift and download was derived;according to the hyperbolic load transfer model,anτ-z curve which can consider the Poisson's effect was proposed;on the basis of the method for harmony of displacement, the axial force of pile top was made to be equal to the load of pile top by iteratively updating the displacement of pile bottom,in which case,a calculation method of pile body displacement response under various levels of load was proposed;the calculation program of Q-S curve and uplift coefficient of single pile under vertical load was proposed on the basis of Matlab,and the reliability of the calculation method was verifed in this paper by comparing the result with the field test data;the results of uplift coefficient which is influenced by the average收稿日期：2020−06−18基金项目：国家自然科学基金面上资助项目(51978540)通信作者：傅旭东(1966−)，男，湖北孝感人，教授，博士，从事桩基工程方面研究；E−mail：************.cn铁道科学与工程学报2021年4月902pile-soil modulus ratio and slenderness ratio show that:1)The uplift coefficient of a single pile increases with the increase of the pile-soil average modulus ratio,but its growth rate gradually decreases;2)As the slenderness ratio increases,the uplift coefficient of the single pile decreases linearly.With the increase of average pile-soil modulus ratio,the influence of slenderness ratio on the uplift coefficient gradually decreases,when the pile-soil modulus ratio is6000,the uplift coefficient hardly varies with the change of the slenderness ratio.Key words:ultimate friction resistance;Poisson’s effect;τ-z curve;uplift coefficient大量试验表明[1−4]，抗拔桩与抗压桩的受力和变形性能存在较大的差异，同一场地中抗压桩的极限侧阻值大于抗拔桩的极限侧阻值。
循环荷载作用下单桩沉降的数值模拟研究的开题报告
循环荷载作用下单桩沉降的数值模拟研究的开题报告一、研究背景及意义随着城市建设的不断推进和建筑结构的不断升级，单桩基础作为常用的基础形式，越来越广泛地应用于各种工程项目中。
然而，在循环荷载作用下，单桩基础的受力性能及其沉降行为仍然存在着一定的争议。
因此，对于单桩基础在循环荷载下的沉降特性进行数值模拟研究，能够更加深入地了解单桩基础受力及其变形行为，为工程实践提供科学可靠的设计依据，具有重要的意义。
二、研究内容及方法1. 确定单桩基础的有限元分析模型。
考虑到土体的非线性特性，将采用非线性有限元软件进行模拟。
2. 建立循环荷载作用下单桩基础的数值模拟模型。
考虑到单桩基础在不同于静态荷载的循环荷载下会产生疲劳效应，因此需要在数值模拟中考虑循环荷载的作用。
3. 分析单桩基础在循环荷载作用下的动力响应特性。
通过数值模拟，分析单桩基础在不同频率和幅值下的动力响应特性。
4. 分析单桩基础在循环荷载作用下的沉降特性。
通过数值模拟，分析单桩基础在不同循环荷载下的沉降变形特征，探讨单桩基础的疲劳寿命及抗沉降能力。
三、预期研究结果通过本次数值模拟研究，预计可以获得以下研究结果：1. 分析循环荷载作用下单桩基础的动力响应特性，掌握单桩基础的受力规律及其动力响应特性。
2. 分析循环荷载作用下单桩基础的沉降特性，深入研究单桩基础的沉降特性及其变形行为，探讨单桩基础的变形规律及其影响因素。
3. 探究单桩基础的疲劳寿命及其抗沉降能力，为工程设计提供科学依据。
四、论文结构1. 研究背景及意义2. 相关研究综述3. 数值模拟方法及模型建立4. 循环荷载作用下单桩基础的动力响应特性分析5. 循环荷载作用下单桩基础的沉降特性分析6. 结论与展望五、研究进度计划1. 第一阶段（1-2周）：文献查阅与综述撰写2. 第二阶段（2-4周）：确定有限元分析模型与数值模拟方法3. 第三阶段（4-6周）：建立循环荷载作用下单桩基础的数值模拟模型4. 第四阶段（6-8周）：分析单桩基础在循环荷载作用下的动力响应特性5. 第五阶段（8-10周）：分析单桩基础在循环荷载作用下的沉降特性6. 第六阶段（10-12周）：论文撰写与修改六、参考文献1. 吴兴恩. 土力学[M]. 北京: 人民教育出版社, 2017.2. Cai Y, Xu S, Huang M. Fatigue behavior of pile foundations under cyclic loading[J]. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 2018, 113:405-415.3. 郑大众. 基础工程学[M]. 北京: 人民交通出版社, 2019.。
竖向荷载下超长桩的承载力和变位模型分析
竖向荷载下超长桩的承载力和变位模型分析摘要：本文基于桩端沿用传统双曲线荷载传递模型模拟土的非线性变形特性，桩侧采用广义双曲荷载传递模型反映桩侧土的弹塑性规律及侧土软化及稳定工作状态，并利用Mindlin解考虑桩周摩阻力对桩端沉降的影响，建立了超长桩在层状地基中的荷载传递分析模型。
关键词：竖向荷载超长桩模型Abstract: this paper, based on the pile end adhere to the traditional hyperbolic load transfer model of soil nonlinear deformation characteristics, pile by use of the generalized hyperbolic load transfer model of soil reflect pile elastic-plastic rule and the earth and steady working state soften, and using Mindlin solution consideration of ZhouMa resistance on pile end the influence of the settlement, a super-long pile foundation in layer of load transfer analysis model.Key words: the vertical load model of super-long pile20世纪50年代，Seed和Reese首先提出了竖向载荷作用下，适用于软土地基桩基础的荷载传递法。
此后，国内外学者针对竖向载荷下桩身荷载传递规律及桩土共同作用机理展开了一系列研究，提出了大量的荷载传递法计算模型，包括线弹性模型、理想弹塑性模型、双折线模型、三折线软化模型、双曲线模型、抛物线模型和指数模型，然而，传统双曲线模型以中短桩的荷载传递规律为基础，并不能很好的表现超长桩的实际荷载传递特性。
桩基础实验报告
桩基础实验报告一、实验目的本实验旨在通过模拟实际工程中的桩基础施工过程，对桩基础的承载能力、变形特性及稳定性进行测试和分析，为实际工程设计和施工提供科学依据。
二、实验原理桩基础是一种常见的地基处理方法，通过将桩体打入地下一定深度，形成稳定的支撑结构，从而提高地基的承载能力和稳定性。
本实验采用静载试验方法，通过加载装置对桩体施加竖向荷载，观察桩体的变形和破坏情况，分析桩体的承载能力和稳定性。
三、实验步骤准备工作：选择合适的试验场地，进行场地平整和清理；准备试验所需的材料和设备，包括桩体、加载装置、测量仪器等。
桩体制作：按照设计要求制作桩体，确保桩体的尺寸、材料和强度符合规范要求。
桩体安装：将桩体按照设计要求打入地下一定深度，确保桩体的垂直度和稳定性。
加载试验：使用加载装置对桩体施加竖向荷载，观察桩体的变形和破坏情况，记录加载过程中的数据。
数据处理：对加载试验过程中记录的数据进行分析和处理，计算桩体的承载力和变形特性。
结果分析：根据数据处理结果，分析桩体的承载能力和稳定性，提出相应的建议和措施。
四、实验结果加载过程中，桩体逐渐产生变形，当荷载达到一定值时，桩体发生破坏。
通过数据分析，得到桩体的承载力和变形特性曲线，为实际工程设计和施工提供科学依据。
根据实验结果，可以对桩基础的设计和施工提出相应的建议和措施，提高地基的承载能力和稳定性。
五、结论本实验通过模拟实际工程中的桩基础施工过程，对桩基础的承载能力、变形特性及稳定性进行了测试和分析。
实验结果表明，在合理的荷载作用下，桩基础能够提供稳定的支撑结构，提高地基的承载能力和稳定性。
因此，在实际工程设计和施工中，应充分考虑地质条件、荷载情况等因素，合理设计桩基础方案，确保工程的稳定性和安全性。
竖向荷载下桩承载变形性能的数值分析
竖向荷载下桩承载变形性能的数值分析
赵晓蕾
【期刊名称】《混凝土与水泥制品》
【年(卷),期】2014(000)009
【摘要】为了更好地反映工程中桩土实际工作性状，使桩基础基本性能在施工前
得到合理的预测，以便更好地指导桩基础的施工，利用数值模拟软件对某基桩工程中桩基础在施工过程中的承载性能进行分析，得到了单桩荷载-沉降曲线。
并与实
际工程测出的结果作了对比，同时，探讨了在改变桩径和桩长这两种因素的情况下，其对桩身轴力、侧摩阻力及整体沉降的影响。
【总页数】4页(P41-44)
【作者】赵晓蕾
【作者单位】同济大学土木工程学院，上海200092
【正文语种】中文
【中图分类】TU525
【相关文献】
1.竖向荷载下后压浆桩承载性状的数值分析 [J], 李小青
2.桩顶竖向荷载作用下桩土响应的数值分析 [J], 刘自由;林杭;江学良
3.竖向荷载作用下复合材料桩承载性能的数值分析 [J], 张长领;宋建夏;王敬
4.人工挖孔扩底灌注桩在竖向荷载下的承载性能试验研究 [J], 赵敏;何晖
5.竖向荷载作用下斜桩承载特性数值分析 [J], 杨磊
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桩基单桩竖向抗压静载试验检测方案
桩基单桩竖向抗压静载试验检测方案桩基单桩竖向抗压静载试验是衡量桩基竖向承载力的关键试验之一，对于桩基工程的设计和施工具有重要意义。
下面是一个桩基单桩竖向抗压静载试验检测方案的详细说明，包括试验目的、试验方法、试验装置、试验参数和试验数据处理等内容。
一、试验目的1.测定桩基的竖向静载荷性状曲线，确定桩的竖向承载力、刚度和变形特性。
2.观察桩基在加载过程中的变形特征和破坏机制，识别桩基的安全性能。
3.研究桩基与土体之间的相互作用机理，提供桩土系统的力学特性参数。
二、试验方法1.分段加载法：根据预测的载荷-沉桩曲线，按照一定的加载步骤逐渐增加荷载，观测桩身沉桩量和变形情况，并记录荷载与沉桩量之间的关系。
2.恒定荷载法：在试验中持续施加恒定荷载水平，观测桩身的变形，并记录荷载与变形之间的关系。
3.反应法：在桩顶布置反力传递装置，通过将荷载施加到桩底，测量桩顶的反力大小来确定桩基的承载性能。
三、试验装置1.试验桩：试验桩的选取应符合工程要求，通常为标准桩或模拟桩。
试验桩的长度和直径要足够满足试验需要，并且具备较好的刚度和承载能力。
2.荷载施加装置：荷载施加装置要能够精确控制施加荷载的大小和速度，通常采用液压试验机、液压缸或液压顶杆等装置。
3.变形观测装置：变形观测装置包括沉桩量测量仪、顶升测量仪、倾斜传感器、应变计和沉桩孔的测量设备等，用于实时观测和记录试验桩的变形情况。
4.数据采集系统：采用数据采集装置进行试验数据的自动采集和存储，便于后期的数据分析和处理。
四、试验参数1.试验荷载：根据桩基的设计荷载水平和工程要求确定试验荷载的大小。
试验荷载一般按照逐步增加或恒定荷载两种方案进行。
2.试验步骤及加载速度：根据试验目的和桩土体力学特性确定试验的加载步骤和加载速度。
通常采用分段加载法，每段荷载持续时间应适当，以充分观察桩身在不同荷载水平下的变形特征。
3.变形观测点位置和观测时间：根据桩身的变形特点和实际工程要求选择适当的变形观测点位置，并在试验过程中连续观测和记录桩身的沉桩量、弯矩和应变等数据。
黏土中超长群桩竖向承载力模型试验研究
黏土中超长群桩竖向承载力模型试验研究摘要：本文对模拟地基中超长群桩竖向承载力进行了试验研究，旨在探究黏土土壤中群桩承载力的变化特征。
试验中，常规桩法排列超长群桩并记录结果，结果表明：随着群桩在地基中深入的加载，群桩承载力随之增加，直至达到最大承载力时出现转折，但这些变化不稳定，具有一定的不确定性，受到许多因素的影响。
本文采取调查分析的方法，从岩土参数、混凝土抗压强度、混凝土泵送等因素进行了分析，得出了群桩竖向承载力的变化特征。
介绍：黏土是一种常见的地基失稳材料，在地基的支撑结构中往往出现超长群桩结构。
该结构具有节约施工周期、降低投资和施工成本等优势，但它承载力有较大的不确定性，受到许多外部因素的影响，如混凝土强度、混凝土泵送、土壤参数等，因此，对其承载力的研究变得十分重要。
实验研究：本文试图通过实验的方式来研究黏土土壤中超长群桩竖向承载力的变化特征。
试验采用均质模拟地基，分为黏土土壤、混凝土、止水带等部分，然后使用常规桩法排列超长群桩，采用动力轴杆累计应力观测器记录土壤受力状态，检测桩体受力情况，得出群桩承载力变化规律。
结果分析：实验结果表明，随着群桩在地基中深入的加载，群桩竖向承载力随之增加，直至达到最大承载力时出现转折，但这些变化不稳定，具有一定的不确定性，受到许多因素的影响。
因素分析：对实验结果进行分析，表明超长群桩竖向承载力的变化受到许多因素的影响。
首先，黏土土壤的参数，如黏度、含水量等参数会影响群桩的竖向承载力。
其次，混凝土抗压强度及混凝土泵送对群桩竖向承载力也有较大影响，一般来说，混凝土越坚固，竖向承载力越大。
最后，桩长度影响群桩承载力，一般来说，桩长度越长，竖向承载力越大。
结论：本文以模拟地基中超长群桩竖向承载力为研究对象，采用实验和分析的方法，探究了黏土土壤中群桩竖向承载力的变化特征。
研究表明，随着群桩深入地基，群桩承载力随之增加，直至达到最大承载力时出现转折，但受许多因素的影响，这些变化不稳定，具有一定的不确定性。
DX桩承载特性的模型试验研究
１ 前 言
多 节扩孔 灌注 桩最早 出现在 ２ ０世纪 ５ ０年代 的 印度 ， 随后英 国 、 苏联 等 国也进行 了相关 的试 验研 前 究 ¨ 。随后出现的 Ａ Ｊ Ｍ桩 、 支盘 桩以及 Ｄ Ｘ桩等作 为这种 多节 扩孑桩 的改 良桩 型得 到 了广 泛 的应 用 。 Ｌ
的盘间距 应为 ： 粘 土 、 土 中大 于 ２ ５倍 的 桩径 ， 在 粉 ．
试 验 ， 江工 业大学 的李 天宝 等 在 非饱 和粉 拟 ， 土 的 粒 径 小 于 砂
０ ６ ｍ， 验 时 控 制 的孔 隙 比为 ０ ６ ， 中密 ．３ｍ 试 ．８ 为
状态。
的试验表明支盘桩的承载力提高 了 ２ 倍左右 ； 吉林 建筑工程学 院的钱永 梅等 得出盘间距 对承载力 的影响 ， 结果表明盘问距越大 ， 桩身沉降越小 ， 合理
８ 中国工程科学 ６
图 ２ 模型桩示意 图（ 单位 ： ） 舢
Ｆｇ ２ Ｓ ｅ ｈｏ ｉ． ｋｔ ｆｍｏ ｅ ｐｌ ｕ ｉ： ｌ ｃ ｄ ｌ ｉ ｓ（ ｎｔ ｍｎ ｅ Ｊ
图 １ 模型试验箱示 意图
Ｆｉ ． Ｓ ｅ ｃ ｆｍｏ ｅ ｅ ｔｃ ａ ｂ ｒ ｇ１ ｋ ｔ ｈ ｏ ｄ ｌｔｓ ｈ ｍ ｅ
表 １ 模型桩 的具体 参数
Ｔａ ｌ ｌ Ｐａ ａ ｅ ｅ ｓ ｏ ｏ ｅ ｉ ｓ ｂｅ ｒ ｍ ｔ ｒ ｆｍ ｄ ｌ ｌ ｐ ｅ
将Ｄ Ｘ桩与直孔桩置于同一条件下进行对比试 验， 试验的荷载 一 位移 曲线见 图 ３ 。从 图 ３中可 以 看 出， Ｌ 在荷载 作用下 其沉 降趋势 明显要 比 直孑 桩
接 压力 传感 器 ， 置百 分 表等 。 设
２ ｍ， ２ｍ 桩长为６ ０ｍ 有效桩长为 ５０ｍ 盘径为 ５ ｍ， ０ ｍ，
竖向荷载作用下桩筏基础可视化模型试验研究
竖向荷载作用下桩筏基础可视化模型试验研究郑刚;裴颖洁;刘双菊【期刊名称】《岩土力学》【年(卷),期】2008(29)11【摘要】进行了群桩基础可视化模型试验。
在试验过程中对各级竖向荷载作用下群桩基础桩、土的变形采用高清晰数码相机拍摄了照片。
通过对照片进行后处理分析,得到了桩、土的位移场,也对桩身轴力也进行了量测,在该基础上研究了群桩基础的变形性状和破坏模式,重点分析对比了桩间距和桩长对桩端土体沉降以及桩身侧摩阻力的影响。
试验发现,桩距是影响桩土相对滑移量的主要因素,桩距越大,桩身与土的相对滑移量就越大,桩端刺入量也越大。
在柔性筏基下,随桩距增加中桩的桩土相对滑移量可能会大于边桩。
桩端刺入量是大桩距桩基础主要的沉降构成,以桩端刺入量为研究对象建立一套大桩距基础新的沉降计算理论,似乎值得进一步研究。
桩顶向上刺入(可通过设置褥垫层、桩顶预留净空或设置可压缩垫块来实现)有利于桩间土的压密,减小桩端刺入量,甚至改变破坏模式。
【总页数】7页(P2912-2918)【关键词】桩筏基础;可视化模型试验;位移场;侧摩阻力【作者】郑刚;裴颖洁;刘双菊【作者单位】天津大学建筑工程学院,天津300072;上海岩土勘察设计院有限公司,上海200002【正文语种】中文【中图分类】TU473.1【相关文献】1.竖向荷载作用下地基弹簧刚度对超高层建筑桩筏基础筏板的影响 [J], 雷小虎;巢斯2.竖向荷载作用下斜桩承载特性模型试验研究 [J], 傅花3.竖向荷载作用下根式基础模型试验研究 [J], 刘臻; 朱大勇; 殷永高; 邹本辉; 侯超群4.考虑桩-土-筏板的共同作用时受竖向荷载的桩筏基础分析 [J], 李志富5.横竖向荷载共同作用下的基桩模型试验研究 [J], 刘琼;郑勇强因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
桩基础竖向承载力力学特性及影响因素研究
- 114 -工 程 技 术桩基础由于承载力大和变形小的优点被广泛应用于工程建设中。
研究表明，桩基础可以有效控制上部结构的变形从而保证结构的稳定性。
针对桩基础竖向承载力力学特性，邓小雪[1]基于有限元方法研究了竖向荷载作用下复杂群桩的变形及荷载分布规律。
结果表明，超长群桩的Q-S 曲线呈缓变特征，桩身轴力在中桩最大，角桩最小，桩身的压缩沉降量随桩长增加而减少。
刘祥沛等[2]基于室内模型试验和数值模拟研究了桩基础破坏特征。
结果表明，当桩基础破坏时桩顶位移会迅速增加，破坏时桩底反力出现突变。
秋仁东等[3]基于大比例模型试验研究了长群桩基础承载力性状。
结果表明，群桩基础存在明显的硬化效应，端阻力在桩距较近的条件下提高幅度较大。
此外，群桩承台反力随沉降的增加而变大。
在其他条件相同的情况下，承台反力随桩距增加而变大。
考虑目前桩基础承载力计算不精确，桩基工程经常出现质量问题，造成人员和财产的损失。
本文采用数值模拟对桩的承载力特性及基础参数进行优化。
为相关工程设计及施工提供借鉴。
1 工况概况与数值模拟本文研究的桩基础属于桥梁桩基础，桩基础采用钻孔灌注桩，桩身混凝土强度均采用C 30混凝土浇筑。
预估单桩承载力特征值为2000kN 。
静载试验采用竖向承载力压桩试验，每根试验桩设计4根反力锚桩。
根据现场钻孔资料显示，研究区土体自上而下为素填土，颜色褐色-黄褐色，稍密，物理力学性质一般。
黏土，呈浅灰色，湿，稍密，局部相变为黏土，平均标贯击数N ＝6.6击，物理力学性质一般。
粉砂，中砂层呈灰色-灰黑色，颗粒大部分分散小部分胶结，粒径＞2mm 的颗粒含量占总质量的25％~50％，稍湿~饱和，中密状态。
根据勘查报告显示，现场地基属于软土地基，压缩性较大。
为保证基础承载力及变形要求，采用钻孔灌注桩进行施工。
本次压桩试验采用分级加载方式，每级荷载为200kN ，最终荷载为2000kN 。
为进一步研究桩土相互作用，本文采用ABAQUS 数值模拟建立不同桩长及不同桩径的有限元数值模型，以便系统分析桩基的竖向承载力特性，并选出最优桩基础设计方案。
超长桩竖向承载性状研究进展综述
近年来 ， 全国范围内 的高层建筑 和大跨 桥梁不 断发展 ，
使得超长桩 的大量应 用成 了不可 避免 的趋 势 ， 超 长桩 的竖
桩身材料等条件和地基 土的特 性一定 时 ， 随着桩长 的增加 ， 基桩承载力 的增加 渐趋缓慢 ， 当桩 长达到某 一定值 时 ， 承载
向承载性状 和经济利用 桩长也 日趋被提上 日程 即为有效 桩长。
承载性状进行研究 ， 并 由现场 试验 结果表 明 ， 注浆后 的桩端 阻力可达注浆前 的 ２ ． ５倍 以上 ， 因此 ， 超 长桩桩 端阻力 在某 些条件下 是不能被忽略的 ， 而应加 以研 究 ， 并充分利用 ｎ 】 。 同时 ， 有效桩长也是一值 得探 讨 的问题 ， 当桩长 超过一 定程 度后 ， 通过增加桩长来 提高单 桩承 载力 十分有 限 ， 同 时
ｔ ｈ ｉ ｓ ｔ ｏ ｐ ｉ ｃ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ０ ｊ ｅ ｃ ｔ ｓ ． Ｉ ｎ ａ ｄ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｈｅ ｔ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｐ ｅ ｆ ｒ ｏ ｒ ｍａ ｎｃ ｅ ｏ ｆ
竖 向承载性状 与桩侧摩 阻力 和桩端 阻力 的发挥状 况有 关 。超长 桩的桩侧摩 阻 力 不容忽 视 ， 已有学 者对 桩端 阻力
力的增加几乎 为零 ， 此定值 即为基桩 的有效桩长 。 （ ２ ） 从沉 降角 度定 义 ： 一 定荷 载作用 下 ， 随着 桩长 的 增大， 基 桩桩 顶沉 降逐 渐减 小 ， 当桩长 超过 某一极 限值 时 ，
ｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ￣ｏ ｆ ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ — ｌ ｏ ｎ ｇ ｐ ｉ ｌ ｅ ．
五星形桩抗拔承载性能模型试验研究
五星形桩抗拔承载性能模型试验研究
任连伟 詹俊峰 张敏霞
（ 河南理工大学土木工程学院 焦作 ４ ５ ４ ０ ０ ０ ） 摘 要 五星形桩是一种新型的截面异形桩， 是在圆桩基础上向内切割 ５个圆弧， 形成截面类似五星形的一种桩型。利用自 主研发的多功能桩基模型试验加载系统， 砂雨法成桩， 进行了 ４ 根五星形与圆形桩（ 周长最大化五星形桩 Ｆ 、 周长面积比最大 １ 、 与Ｆ 、 与Ｆ ） 抗拔承载特性对比模型试验研究。试验结果表明： 化五星形桩 Ｆ ２ ２ 同截面周长的圆桩 Ｃ １ ２ 同截面面积的圆桩 Ｃ ２ （ １ ） 五星形桩 Ｆ 大圆桩 Ｃ 小圆桩 Ｃ ２ ） 大圆桩 Ｃ ７ ３ １与 Ｆ ２ 的极限抗拔力基本相同， １ 最大， ２ 最小。（ １ 的极限抗拔力是 Ｆ ２的 １ 倍， 说明五星形截面形式对抗拔侧摩阻力产生了较明显的弱化。（ ３ ） 小圆桩 Ｃ ６ ６ 倍， 但其极限抗拔力 ２ 的侧表面积是 Ｆ ２的 ０ 是Ｆ ８ 倍， 这进一步说明五星形截面形式对抗拔侧摩阻力有一定程度的弱化。但 Ｆ ２ ５倍， 可 ２的 ０ ２ 的极限抗拔力是 Ｃ ２的 １ 见桩的截面形式由圆形转变为五星形可一定程度地提高抗拔承载能力。（ ４ ） 抗拔侧摩阻力与上拔位移呈双曲线分布， 仅需较 小位移就可达到极值。 关键词 五星形桩 模型试验 极限抗拔力 砂雨法 侧摩阻力弱化 中图分类号： Ｔ Ｕ ４ ７ ３ １ 文献标识码： Ａ
竖向荷载下超长群桩承载性状的模型试验研究
竖向荷载下超长群桩承载性状的模型试验研究欧碧峰;杨明辉;张小威;陈义祥;戴灿【摘要】针对目前超长群桩尚缺乏深入研究的现状,设计并完成了一组软土地基中超长群桩室内模型试验.通过对超长群桩室内模型试验测试结果的分析,研究了竖向荷载下超长群桩的荷载传递机制和承载性状,得到了竖向荷载超长群桩的荷载-沉降曲线,桩身轴力分布规律、桩侧摩阻力分布规律.研究表明,随着桩顶荷载的增加,软土地基中超长群桩的Q-S曲线呈缓变型,未出现显著的转折点或陡降；桩身轴力沿深度逐渐递减,各级桩顶荷载作用下角桩桩身轴力略大于边桩；在整个桩长范围内,角桩的桩侧摩阻力稍大于边桩,两者分别出现了两个峰值,峰值点所在深度基本相同；群桩中角桩、边桩桩端阻力占桩顶轴力的百分比随桩顶荷载的增加均呈现先减小后缓慢增大再达到基本稳定的分布趋势.%In view of relevant model test data of super-long pile groups is deficient, model test of super-long pile groups with a cap in soft soils are designed and completed. The the load transfer mechanism and settlement characteristics of the super-long pile, super-long pile with a cap and super-long pile groups are studied through the test data,and the Q-S curve ,body axial force,friction force around pile , the counter force of soil underneath cap and settlement of pile top were obtainned . The results show that the Q-S curve of pile groups belongs to the the type of gradual descend,and there was not significant turning point or plunged. ;The axial force disiminish pile gradually along the depth, and the body axial force of angle pile is slightly bigger than the edge pile at all levels of pile top load; In the range of whole pile longth, the friction force of angle pile is slightly bigger than the edge pile, and two peakappeared respectively , which is basically in the same depth; As the load increase, the percentage of resistance at the horn of the pile to the the axial force of pile top decreases at first, then it would increase slowly , and reach to the basic stability finally.【期刊名称】《公路工程》【年(卷),期】2012(037)004【总页数】6页(P14-19)【关键词】超长群桩;模型试验;荷载传递机制;承载性状【作者】欧碧峰;杨明辉;张小威;陈义祥;戴灿【作者单位】湖南省高速公路管理局,湖南长沙410001;湖南大学土木工程学院,湖南长沙410082;湖南大学土木工程学院,湖南长沙410082;湖南省高速公路管理局,湖南长沙410001;湖南省高速公路管理局,湖南长沙410001【正文语种】中文【中图分类】U443.151 概述随着我国经济水平和综合国力的大幅提升，大型、特大型桥梁以及高层、超高层建筑的建设发展迅速。
群桩基础竖向承载力群桩效应模型试验研究
群桩基础竖向承载力群桩效应模型试验研究?岩土工程?群桩基础竖向承载力群桩效应模型试验研究谢涛袁文忠朱明(西南交通大学土木工程学院成都610031)摘要根据竖向荷载作用下群桩基础模型试验研究结果,分析了群桩的承载性状和群桩效应,试验结果表明,在本试验条件下,群桩效应系数大于1,与按规范公式计算得出的值基本一致.关键词模型试验群桩群桩效应1引言桩基础是土木工程中常用的一种基础形式,在建筑,桥梁,港口等工程中得到广泛应用,已成为岩土工程的一个重要领域.群桩作为桩基的一种主要形式,其受力变形特性的研究一直受到人们的重视.对于群桩的分析,工程上最为关心的是确定群桩的承载力和预测沉降.对群桩承载能力的估算,在工程上广泛应用的简单方法是以各单桩极限承载力之和乘以群桩效应刁.单桩极限承载力的确定方法较多,而且比较成熟.目前确定群桩效应刁主要有5种方法_1J:(1)考虑群桩实体基础周边长的方法;(2)brre群桩效应公式;(3)Seiler.Keeney群桩效应公式;(4)考虑应力叠加的群桩效应公式;(5)考虑承台,桩,土相互作用分项群桩效应系数计算法(《建筑桩基技术规范》).但以上各方法都有一定的限制条件或依赖于一些经验系数,因此,如何确定群桩效应刁有必要进行深入的研究.笔者结合内昆线一高墩,大跨刚构连续组合体系特大桥超大规模群桩基础的模型试验,就群桩的承载性状,群桩效应进行了研究.2试验设计2.1材料根据量测精度和试验设备条件,确定试验模型收稿日期:2(Io2—06—05几何比例为l:30.(1)土岩材料现场地质情况见表1.根据相似理论lj确定模型土岩主要成分为普通砂,重晶石粉和石英砂.其配合比和各项参数见表2.现场桩底应力影响范围取20m,为桩长的1/2,对应模型试验约为70cm,故第3层结合桩长取100cm.表1现场地质情况范围o-0C7层序属性/m/kPa/kPa/(.)/kN?m一3第l层0～一10砂粘土180181519第2层一10～一30炭质页岩W23504023第3层一30～炭质页岩wl4O04524(2)桩体材料根据刚度相似条件确定桩身材料,即(E/)=CEI(E/).结合市场材料的实际情况,采用外径d=25mm,壁厚3mm的铝管.铝管弹性模量E=68GPa;桩长=53.2d=l330mm.表2模型土岩参数及配合比(质量比)配合比层厚属性粗石重晶中砂水/kN?m一3/(.)/Cm英砂石粉砂粘土110.15193233炭质页岩W21210.202341.767炭质页岩Wl110.152348.51Oo(3)承台和桥墩根据强度相似准则,采用与原型同等强度C20的碎石混凝土.其配合比水泥:粗铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2OO2(4}?岩土工程?骨料:细骨料为1:3.01:2.005;水灰比为0.65:选用42.5水泥,中砂和石子最大粒径为10IIUTI,并且承台和桥墩依据强度条件按相同的配筋率进行配筋.试验中桥墩的作用仅作为传力构件,因而主要对桥墩与承台的接触面积予以控制,桥墩的高度取70cm.2.2模型群桩参数(1)试验群桩及地层原型群桩参数见表3,试验场地地层柱状图和试验群桩平面,剖面如图1所示.采用与现场一致的低承台摩擦桩,桩长133cm,桩距S=5.2d=130llqlTl,桩数为5×10,入土深度133cm.桥墩轴心加载,其竖向荷载量由油压表控制.考虑到单桩的承载力较群桩小,单桩竖向荷载增量为0.5kN,最后加载至破坏.其破坏条件由位移控制.(3)数据采集用7Vl3,7Vl4数据采集仪采集桩身应变值,用4只百分表量测承台4个角的沉降量.百分表用磁性表座固定在基准梁上.3试验资料分析当桩的承载能力达到或接近其极限承载能力时,其P—S曲线往往发生明显的转折或陡降,按建筑桩图1试验群桩平面,剖面及地层柱状图(单位:cm)表3群桩及单桩各项参数桩长桩距桩径类别桩数承台尺寸/m/m/m现场群桩5X10403.91.537.5mx18.1mx5m模型群桩5X101.330.130.025126cmx61cmx16.7(1IT 试验单桩1.330.025(2)试验槽现场考虑群桩平面应力影响范围为承台尺寸的3倍,取为90mx90mx60m.依据模型群桩与试验槽壁和底部的距离应满足内填介质为半无限体的条件,选用西南交通大学岩土试验中心3mx3mx3m的模槽.2.3试验加载及数据采集(1)测点布置沿桩身的测点布置见图2.无论是单桩试验还是群桩试验,测点沿桩身布置都是如此.(2)加载采用慢速维持荷载法,用千斤顶通过电.阻应变片基桩图2桩身测点布置(单位:mm)±O.OHDm一0497m页岩一1.167m页岩基规范可将曲线陡降段的起始点作为桩的极限荷载.在工程实际中,大部分桩的P—S曲线表现为缓变曲线,对于此类曲线,极限荷载只能通过限定其极限位移的方法获得.极限位移的确定可以通过上部结构的计算分析得出,其原则是当位移达到此值时将会影响结构的正常使用或危及上部结构的安全.当试桩的位移很小以至于难以由此推求试桩的极限荷载时,则可根据试验时桩土体系的反应,由试桩的容许位移,推求试桩的容许荷载或容许承载力;试桩的容许位移由对上部结构的分析后得出.4试验结果4.1位移群桩竖向位移由桩间土压缩变形和桩底平面地基土整体压缩变形两部分组成.群桩的P—S曲线一开始就呈现出明显的非线性性质,且曲线斜率随荷载的增加呈增大趋势.这一点反映了群桩的荷载传递特性,小荷载下桩身下部桩侧阻力先行发挥,即先是桩端土的压缩变形,再发生桩间土的压缩变形,与单桩的荷载传递特性显着不同.单桩的荷载位移曲线存在比较明显的转折点,当荷载超过1.0kN后,单桩的沉降急剧增大,以至很快丧失了承载能力.由试验结果得出的P—S曲线见图3和图4.群桩在荷载超过61.98kN后,位移增加较快,下一级荷载对应的位移比本级荷载对应的位移增加了约铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUC~ONTECHNOLOGY20O2{4)39 f-●●●●,一十-1●●』?岩土工程?4倍:在61.98kN的荷载作用下,位移量仅为0.411TlIn,说明其设计是安全可靠的.卸载后回弹量很小,此时群桩丧失了承载能力.O一5m15差202530荷载/kN2040608010012014016018Ol:.j?2图3试验群桩P—S曲线荷载/kN图4试验单桩P—S曲线4.2群桩效应(1)实测群桩效应群桩荷载超过61.98kN后,位移急剧增加.参照建筑桩基规范,确定61.98kN为群桩的极限承载力.单桩在荷载超过1.0kN后,位移急剧增加,在P一5曲线中反映出明显的转折点,属于陡降型曲线.按照规范确定其极限承载力为1.0kN.则按照群桩综合效应系数的定义有:群桩中各基桩平均极限承载力,/一单桩极限承载力:—61.9—8/501.241.0'在本试验条件下,群桩综合效应系数大于1,即在此条件下,群桩的承载力较单桩承载力之和大.=代人上式,最后计算得:lDD~/77=1.08X1.2231.32这与试验结果群桩综合效应系数77.=1.24基本一致,当然由于以群桩侧阻效应代替群桩综合效应,两者之间存在差值是正常的.(3)差值讨论实测和按《建筑桩基技术规范》计算的群桩效应系数均大于1,这说明在本试验的地质条件下,群桩承载力大于单桩承载力之和.这是由于承台和桩壁传递的竖向荷载,使桩间土的竖向压力和侧向压力增大,从而提高了土的强度的缘故.在按规范计算时,由于仅考虑了群桩的侧阻效应,尚未考虑承台削弱效应的影pl~[3J,低承台直接与土面接触,限制了群桩上部桩土的相对位移,使群桩上部侧摩擦阻力减小.而计算得出的侧阻群桩效应系数大于实测的综合群桩效应系数,也说明了承台对侧阻具有削弱作用.因而在理论上,群桩的综合效应系数应小于1.32.由此可见,试验结果与理论计算值是相符的.5结论及建议(1)在本试验条件下,群桩综合效应系数大于1,群桩承载能力大于单桩承载力之和.(2)对低承台群桩,承台对群桩效应具有削弱作用,结果使群桩效应系数减小.(3)在实际的工程计算中,群桩效应系数按现行桩基规范群桩效应系数计算公式是可行的,采用群桩效应系数规范表取值相对偏小.西南交通大学蒋泽中工程师,彭雄志博士,李新坡硕士等参加了本试验工作,在此深表谢意.参考文献(2)按现行《建筑桩基技术规范》(JGJ94—94)计算,本试验对现场地质条件的模拟主要是基于C,的相似条件,因而最后得到的模拟岩土基本上属于2砂粘土,更接近于砂土.考虑到实际桩型为低承台摩擦群桩,其承载能力几乎全部由桩侧摩阻力承担,则按群桩侧阻效应系数公式计算群桩效应系数:7s=Gs'Cs5c=+0.一0.8[等一ln(0.2等+)]G的值根据Sa/d::5.2取为1.08,将竿40铁道建筑技术史佩栋.实用桩基工程手册.北京:中国建筑工业出版社. 1999袁文忠.相似理论与静力学模型试验.成都:西南交通大学出版社,1998杨位光.地基及基础.北京:中国建筑工业出版社.1998《桩基工程手册》编写委员会.桩基工程手册.北京:中国建筑工业出版社,1997刘金砺.竖向荷载下群桩变形性状及沉降计算.岩土工程,1995(6)高大钊.岩土工程的回顾与前瞻.北京:人民交通出版社, 2Oo1JGJ94—94建筑桩基技术规范RAILWAY∞NSTRuc1-10N1EcHN0IoGY2OG2f4l. .。
水平荷载下X形桩承载特性简化计算方法
水平荷载下X形桩承载特性简化计算方法孔纲强;周立朵;孙广超;张海峰【期刊名称】《铁道科学与工程学报》【年(卷),期】2017(014)010【摘要】X形桩具有单位材料桩-土接触面积大、桩侧摩阻力高等技术特点;然而,工程设计与计算中缺少有效的X形桩水平向承载力的简化方法,一定程度上限制了其在工程中的推广应用.基于常规圆形桩p-y曲线计算方法,考虑异形截面折减系数,建立水平荷载作用下X形桩的简化理论计算方法;通过与大比尺模型试验结果的对比分析,验证本文所建立理论模型的准确性和可行性.最后,分别针对桩长、桩周土性、p-y曲线选择以及荷载等级等因素开展影响因素分析.研究结果表明:考虑异形截面折减系数,X形桩水平承载力也可以采用圆形桩的p-y曲线方法进行估算.【总页数】7页(P2104-2110)【作者】孔纲强;周立朵;孙广超;张海峰【作者单位】河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京 210098;河海大学土木与交通学院,江苏南京 210098;河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京 210098;河海大学土木与交通学院,江苏南京 210098;河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京 210098;河海大学土木与交通学院,江苏南京 210098;河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京 210098;河海大学土木与交通学院,江苏南京 210098【正文语种】中文【中图分类】TU473.1【相关文献】1.劲性搅拌桩在水平荷载下承载特性研究 [J], 柳博鹏;凌光荣;丁永君2.路堤荷载下现浇X形桩复合地基承载特性数值分析 [J], 於慧;丁选明;刘汉龙;孔纲强3.循环荷载下饱和粉土地基单桩水平承载特性试验研究 [J], 刘红军;张冬冬;吕小辉;王虎4.冲击荷载与静荷载作用下的单桩承载特性 [J], 熊玉春;毛吉化5.考虑水平动循环荷载影响的单桩水平承载特性研究 [J], 于顺利; 任青; 阮瑀因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
微型桩水平循环荷载模型试验设计
微型桩水平循环荷载模型试验设计摘要：本文对微型桩进行了室内模型试验，在模型材料的选取、相似关系的确定以及试验方案的设计等单桩模型试验的前期工作方面，进行了详细的阐述。
所介绍的模型设计思路及制作过程，为今后的有关试验工作提供了一定的参考。
关键词：微型桩；模型试验；相似关系Abstract: This paper take the indoor model test for mini piles, described the model material selection, the determination of similarity relation, design of test program and so on single pile model test in design work in detail. The model design and production process for future experimental work provided a certain reference.Key words: closed micro pile; model test; similarity relation前言微型桩为采用钻孔、强配筋和压力注浆等工艺施工的小直径桩[1]。
1950s 这一概念由Lizzi提出，后广泛的应用于增层改造、房屋加固防震、基础托换、基坑支护等工程中。
微型桩在通常情况下往往承受竖向荷载；但是在地震荷载作用下、机械振动影响下，桩体还要承受较大的水平方向动力荷载。
近年来，各国学者针对大直径桩在动荷载和横向荷载作用下的研究较多，但是对于微型桩的研究仅限于实际应用以及理论方面，试验研究较少，在侧向循环荷载作用下微型桩的工作特性研究更少。
故笔者在侧向循环荷载作用下对微型桩进行室内模型试验研究，以期为微型桩的理论发展提供有益的帮助。
近几十年，振动试验分为原位实际测试及室内模拟，众多试验方法应运而生，在上述众多方法中拟静力试验应用最为广泛，拟静力试验的核心问题问题为对加载规则的选取及对试验结果准确描述。
循环荷载下粉煤灰复合地基竖向承载特性模型试验研究
循环荷载下粉煤灰复合地基竖向承载特性模型试验研究
周盛全;徐秋伟;冯绍童;戴晨;李栋伟
【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2024(24)11
【摘要】为研究粉煤灰单桩复合地基竖向循环承载特性,开展在循环荷载作用下的室内模型试验。
通过监测桩身及土体变化情况,分别从桩顶累计沉降、土压力、桩身内力等方面进行分析。
试验结果表明:循环桩顶累计沉降前期呈现快速增长,而循环荷载比临界值为0.6,将后期沉降变化划分为稳定型和增长型两种趋势;桩侧土压力主要影响桩身上半部分土体,并沿竖向和径向均出现衰减现象,且竖向衰减更为明显;对桩端阻力强化系数Z和桩侧阻力弱化系数D分别进行拟合,可得到对实际工程中不同循环周期下桩端、桩侧阻力强弱变化情况分析,具有参考依据的函数方程;循环荷载下的桩端/桩侧荷载分担比呈现动态变化,循环周期的增加,将会存在桩端所占承载比例超越桩侧所占比例的占比反超点,循环幅值越大,出现反超点所需的循环次数也越少。
【总页数】10页(P4669-4678)
【作者】周盛全;徐秋伟;冯绍童;戴晨;李栋伟
【作者单位】安徽理工大学土木建筑学院;东华理工大学土木与建筑工程学院【正文语种】中文
【中图分类】TU473
【相关文献】
1.竖向荷载作用下斜桩承载特性模型试验研究
2.静载及循环荷载下砂土中复合桩基承载特性模型试验研究
3.循环荷载下桩承加筋土复合地基承载特性数值正交试验研究
4.竖向下压循环荷载作用下单桩承载力及累积沉降特性模型试验研究
5.循环荷载下粉煤灰群桩复合地基承载性能试验研究
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开挖条件下黏土中单桩竖向承载特性模型试验与分析_纠永志
图 5 桩身应变片分布图 Fig. 5 Strain gauges along pile 图 8 不排水剪切试验的应力路径 Fig. 8 Effective stress path of undrained triaxial tests for isotropically consolidated clay 图 6 模型桩 Fig. 6 Model pile
结时通过小盖板将预留孔封上（图 3） 。
图 1 DGJ-250 型大型离心机固结加荷装置 Fig. 1 DGJ-250 centrifuge pre-consolidation loading device
图 2 试验所用模型箱实物图 Fig. 2 Photo of model box
1
1.1
开挖条件下饱和高岭土中单桩竖向 加载模型试验
Abstract: Based on a centrifuge pre-consolidation loading device, a model of pile vertical loading system can effectively control over consolidation ratio is developed out. The laboratory model tests of a single pile in saturated clay under excavation are carried out. Based on the results of model test, considering the change of undrained shear strength and K0 coefficient of soil caused by excavation, a simplified nonlinear approach for analysis of a single pile under excavation is proposed. Calculated results are compared with the test results of laboratory model tests of pile. Good agreement is achieved. In addition, responses of a single pile after excavation under vertical load are studied by the simplified method. Computational results show that after excavation, the ultimate bearing capacity of pile and pile head stiffness will reduce. A rational prediction method for estimating the loss of bearing capacity should consider not only the decease of the overburden pressure of the surrounding soil, but also the increase of the K0 coefficient and undrained shear strength. Key words: model test; excavation; ultimate bearing capacity; undrained shear strength; over-consolidation ratio
复杂荷载作用下桩基承载特性模型试验系统研发
复杂荷载作用下桩基承载特性模型试验系统研发丁选明;周仕礼【摘要】自主研发了复杂荷载作用下桩基承载特性模型试验系统,可开展单向荷载、竖向-水平耦合荷载作用下桩基加载试验.由模型槽、竖向-水平耦合加载系统、测量系统三部分构成,子系统之间以螺栓连接,可拆解.模型槽由透明有机玻璃制作、角钢加箍,便于试验土体观察和模型桩埋深、仪器埋设控制;加载系统采用滑轮、配重块和微型千斤顶、液压泵施加竖向-水平耦合荷载,设置直线滑动导轨为荷载方向调节装置,以消除水平面内桩顶与微型千斤顶之间摩擦力对桩土的作用效应,维持竖向力始终作用在桩顶中心位置;测量系统除可测得桩顶水平位移、沉降等数据外,亦可多点测量桩身水平挠曲线.最后开展了单向荷载、竖向-水平耦合荷载作用下PCC桩承载特性模型试验,对试验系统的可靠性和稳定性进行了验证.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(016)011【总页数】6页(P69-74)【关键词】复杂荷载;模型试验系统;桩基承载特性;荷载方向调节装置;桩身挠曲位移【作者】丁选明;周仕礼【作者单位】河海大学土木与交通学院,南京210098;河海大学土木与交通学院,南京210098【正文语种】中文【中图分类】TU473.1建筑科学桩基目前广泛应用于高速公路、铁路、港口、房屋建筑等地基处理工程领域中，其受到上层构筑物产生的竖向荷载同时，也会受到风、地震、波浪等产生的水平荷载。
因此，桩基在单一荷载和复杂荷载作用下的承载特性研究受到国内外学者的关注。
目前，国内外学者在桩基模型试验研究方面进行了相关研究。
Haofeng Xing等[1]对桩支撑的平面上垫层有无土工格栅进行了大尺寸试验研究。
Pan等[2]为分析被动桩变形及确定桩侧土抗力，设计了由钢板制作的小型模型槽。
Meyerhof[3]通过室内模型试验研究均质砂土和黏土及分层土中偏心倾斜荷载作用下桩侧土压力分布。
Zhang等[4]自制一加压模型箱，进行多组模型试验以研究打入桩的工作机理。
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2
动力模型试验系统
模型试验是在有限尺寸的容器里模拟无限的
2.1 大型桩基动力模型试验系统简介 地层，在动力荷载的作用下土体受到桩身影响而产 生变形，桩土的动力响应会受到较小容器壁限制的 影响[15]，因此，必须尽可能选择较大的容器来模拟 无限的地层，以减小边界效应带来的不利影响。 X 形桩动力模型试验是在河海大学自行开发的 大型桩基动力模型试验系统中进行。试验系统主要 由大型土工模型试验槽、静动力加载系统和检测系 统等组成。土工模型试验槽为 4.0 m×5.0 m×7.0 m 混凝土长方形箱体，是目前国内外深度最大的模型 槽之一。 2.2 土料制备 本 次 试 验 全部 采 用 天然 砂 土， 共 配 备了 约 150 m3 南京砂。试验所用砂土选自南京河西地区， 根据《土工试验方法与标准》[16]通过室内试验对该 砂土的基本物理性质进行了测量，参数见表 1。试 验用砂土的不均匀系数为 2.31，曲率系数为 1.07， 级配比较均匀。控制干密度实现砂土填筑过程的控 制， 控制干密度为 1.56 g/cm3， 控制密度下土料的物 理力学性质见表 2，其中抗剪强度指标是通过直剪试 验测得的。对填筑完成后土体进行取样检验填筑效 果， 现场取样测得的干密度为 1.53～1.57 g/cm3， 相对 密实度为 0.80～0.84，属于密实砂。 确定土料来源和控制指标后就可以在模型槽内 填筑土料。填土前在模型槽内壁上先贴上 2 mm 厚 光滑泡沫板以减小槽壁边界效应的影响。首先，
Abstract: In practical engineering, pile foundations are often subjected to dynamic loads. For example, piles under high-speed railway are subjected to cyclic loading induced by train movement. Studying on the dynamic bearing characteristics of pile foundations under cyclic loading is of great importance in engineering design. The X-section pile is a new type of technique improved based on the traditional circular section pile. Its load-bearing mechanism is different from traditional circular section piles. The objective of this paper is to make further study on the dynamic characteristics and load-settlement relation of the X-section pile under cyclic loading; and then large-scale model tests on the performance of the X-section pile subjected to axial cyclic loading in sand are conducted. The results show that cumulative settlement of X-section pile is induced by the cyclic loading; and the settlement increases with increasing amplitude and frequency of the cyclic loading. At the initial period, the dynamic stiffness of X-section pile decreases and the axial stress of the pile increases. Furthermore, the friction resistance at the pile side decreases. After the initial period, they tend to be stable. These indicate that the dynamic performance of the X-section pile is better than the circular section pile; moreover, the friction resistance of the X-section pile is larger, the cumulative settlement of the X-section pile under long-term cyclic loading is smaller. The study results may provide some guidelines for the engineering design of the X-section pile under dynamic loading. Keywords: large-scale model test; X-section pile; sand; axial cyclic loading; bearing characteristics
（1. 河海大学 岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室，江苏 南京 210098；2. 河海大学 土木与交通学院，江苏 南京 210098； 3. 重庆大学 土木工程学院，重庆 400045）
摘 要：实际工程中桩基经常受到各种动荷载作用，如高铁路基中的加固桩长期承受列车行车时产生的循环动荷载作用，桩 基在循环荷载作用下的承载特性研究对动荷载下的工程设计至关重要。 X 形桩是一种在传统圆形截面桩基础上发展而来的新 型异性桩技术，其承载机制不同于传统圆形截面桩。为了深入研究 X 形桩在循环荷载作用下的动力特性和荷载与沉降规律， 开展了砂土中 X 形桩竖向循环加载大比尺模型试验。试验结果表明，随着循环加载的进行，X 形桩顶产生累计沉降，且循 环荷载比越大，加载频率越高，桩顶沉降越快；循环加载初期，X 形桩顶动刚度降低，桩身轴力响应增大，桩侧摩阻力发生 弱化，之后逐渐趋于稳定，且桩身下半段侧摩阻力较大；在同等加载条件下 X 形桩与等截面圆形桩相比，承受动荷载能力 较强，桩侧摩阻力较大，长期循环加载作用下产生的累计位移较小。研究结果可为 X 形桩在动荷载作用下的工程设计提供 参考依据。 关 键 词：大比尺模型试验；X 形桩；砂土；竖向循环受荷加载；承载特性 中图分类号：TU 473 文献识别码：A 文章编号：1000－7598 (2016) 增 1－0281－08
Model test of vertical bearing characteristics of X-section pile under cyclic loading
LU Yi-wei1, 2, DING Xuan-ming3, LIU Han-long1, 2, 3 , KONG Gang-qiang1, 2
(1. Key Laboratory of Geomechanics and Embankment Engineering of Ministry of Education, Hohai University, Nanjing, Jiangsu 210098, China; 2. College of Civil and Transportation Engineering, Hohai University, Nanjing, Jiangsu 210098, China; 3. College of Civil Engineering, Chongqing University, Chongqing 400045, China)
收稿日期：2015-03-28 基金项目： 国家自然科学基金高铁联合基金重点项目 （ No.U1134207） ； 长江学者和创新团队发展计划 （ IRT1125） ； 国家自然科学基金 （ No.51378177） 。 This work was supported by the National Science Joint High Speed Railway Foundation of China (U1134207), the Program for Changjiang Scholars and Innovative Research Team (IRT1125) and the National Natural Science Foundation of China (51378177). 第一作者简介：卢一为，男，1990 年生，博士，主要从事软土力学和地基基础工程领域科研工作。E-mail：luyiweic016 年
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引
言
都是基于静荷载， 其动力承载特性尚缺乏系统研究， 与传统圆形桩的动力性能的差异目前还不清楚，因 此开展 X 形桩的动力模型试验显得尤为重要。 已开展的类似试验分为室内小比尺模型试验 和室外大比尺或足尺试验两种类型。室内小比尺模 型试验操作方便，系统性较强，加载次数较大，获 得的可供分析的数据也较为完整。室外大比尺或足 尺试验大多为工程类试桩， 由于现场试验条件限制， 循环加载次数一般较少，可供分析的数据很少。鉴 于这些情况，本研究在河海大学大型桩基模型试验 系统[14]上完善了动力加载设备系统，开展了砂土中 X 形桩在竖向循环加载条件下的模型试验，获得了 不同循环荷载比和加载频率下桩顶累计沉降、动刚 度、桩身轴力以及桩侧摩阻力随循环次数的变化规 律， 对长期循环荷载作用下 X 形桩的动力特性和荷 载与沉降规律进行了深入研究。
第 37 卷增刊 1 2016 年 6 月
DOI： 10.16285/j.rsm.2016.S1.037
岩 土 力 学 Rock and Soil Mechanics