钻孔灌注桩成孔孔径变化及其卸荷效应机理研究

针对钻孔灌注桩钻孔的卸荷效应及孔周土体的粘弹性,分析了孔壁受力变化的机理。结合实际工程成孔检测的数据,分析钻孔卸荷条件下,孔径随时间及深度的变化规律和特性。并针对不同类型的钻孔机具进行分析对比。考虑钻孔卸荷时孔周土体流变特性,以标准线性固体模型中的推广Kelvin体为桩周土的流变模型,推导钻孔卸荷后,孔壁水平应力和位移随时间的变化的公式,对深入研究钻孔的流变特性和卸荷效应对桩体承载机理的影响具有重要意义。     

软土地区钻孔灌注桩成孔卸荷影响分析

针对钻孔灌桩桩在成孔过程中的成孔卸荷问题,基于统一强度理论对孔周土体的应力场和位移场进行分析。推导了孔周塑性区起始深度、塑性区半径的解析解,并通过算例分析了泥浆比重、土体强度参数和统一强度理论参数的取值对各解析解的影响。结果表明:孔内泥浆比重直接影响着孔周土体卸荷程度。泥浆比重越大,孔周塑性区起始深度越深,塑性区范围越小。当泥浆比重大至某一定值后孔周土体不再卸荷,而是慢慢由卸荷缩孔过渡至加荷扩孔。     

列车振动对钻孔桩成孔影响简析

现在在桥梁施工中基础大多采用钻孔桩基础,钻孔桩在钻进和成孔后依靠孔内的泥浆压力保持孔壁周围土体的稳定,而列车由于动力荷载明显,其振动产生的效应对钻孔桩内泥浆和土体形成的压力稳定系统会产生破坏,从而使钻孔桩内孔壁两侧的压力失稳,     

不同卸荷路径下贯通裂隙岩体流变试验研究

节理、裂隙作为高陡边坡常见的地质缺陷,对其长期变形和稳定造成重大危害。为研究节理、裂隙岩体卸荷流变力学特性,以贯通裂隙岩体为试验对象,进行不同卸荷路径下的流变试验。试验结果表明:贯通裂隙岩体轴向及侧向流变各向异性显著,侧向流变变形在节理、裂隙作用下随流变时间延长,围压卸荷量增大较轴向更为显著;在一次及分级卸荷流变对比试验中,相同条件下分级卸荷流变变形发展更充分,对岩体扰动更大,但试样破坏形态分析表明一次卸荷流变更易导致岩体破坏。根据试验成果,利用Burgers流变模型,分析卸荷流变参数,建立各参数在不同卸荷路径下的线性函数关系,并将函数关系代入Burgers流变模型,得到能综合反映不同卸荷路径影响的岩体流变模型。研究成果可为高陡边坡长期稳定理论研究及工程设计提供参考。     

卸荷应力路径下饱和粉土静力特性的试验研究

选取杭州城东地铁5号线隧道周边的典型饱和粉土进行不同卸荷应力路径下的静力三轴试验，研究在临近基坑施工情况下地铁隧道周边影响范围内该类土体静力特性的变化情况，并通过加装压电陶瓷弯曲元装置进行弯曲元试验，从而探寻不同卸荷应力路径对土体抗剪强度和变形的影响程度。研究结果表明：土体的抗剪强度指标会随着轴向及侧向卸荷强度的增大而呈现不同幅度的减小，在轴向卸荷应力路径下饱和粉土各静力特性指标变化幅度小于侧向卸荷应力路径下的变化幅度，但在卸荷再加荷应力路径下，轴向应力路径与侧向应力路径的变化对饱和粉土的抗剪强度的影响并不明显。同时，土体抗剪强度与剪切波速之间可以用模型拟合来建立关系，在实际的卸荷工程中对准确获取土体力学参数有实际意义。     

钻孔孔壁的稳定性分析

本文基于弹性理论，给出在半无限弹性体钻一长圆柱孔后的应力状态，考虑了孔壁收缩膜和土粘聚力对孔壁的影响，得出稳定计算公式。同时，文中分析了孔周地面堆载对孔壁稳定性的影响和临近基础钻孔对建筑物的影响。文中还就两项工程的钻孔缩颈资料进行了分析，给出了钻孔缩颈经验公式     

硬脆性岩石卸荷流变特性及拟合回归分析

通过开展花岗岩室内三轴卸荷流变试验,研究硬脆性岩石的卸荷流变力学特性、变形特征及破坏特征,分析岩石的破裂机制。结果表明,改进的Mohr-Coulomb强度准则能够较好地描述岩石卸荷流变破坏强度特性,改进的对数型卸荷蠕变方程能够有效地反映和预测硬脆性岩石的卸荷蠕变变形特征。研究成果旨在为硬脆性岩石的卸荷流变力学特性研究提供借鉴。     

基坑开挖过程中土体受力特性问题的分析与研究

在基坑开挖过程中,土体的受力特性非常复杂,不能简单地认为某个土体单元卸荷或加载。基坑工程现场实测结果反映：在局部时刻,土体加荷和卸载的情况都可能出现。采用考虑时间和位移效应的土压力模型和基于现场实测资料的反分析方法来分析土体受力特性,是简单且行之有效的。     

论基坑开挖中土体受力特性相关问题的分析

在基坑开挖过程中,土体的受力特性非常复杂,不能简单地认为某个土体单元卸荷或加载。基坑工程现场实测结果反映:在局部时刻,土体加荷和卸载的情况都可能出现。采用考虑时间和位移效应的土压力模型和基于现场实测资料的反分析方法来分析土体受力特性,是简单且行之有效的。     

论基坑开挖中土体受力特性相关问题的分析

在基坑开挖过程中,土体的受力特性非常复杂,不能简单地认为某个土体单元卸荷或加载。基坑工程现场实测结果反映：在局部时刻,土体加荷和卸载的情况都可能出现。采用考虑时间和位移效应的土压力模型和基于现场实测资料的反分析方法来分析土体受力特性,是简单且行之有效的。     

砂土中成桩工艺对桩基承载性能影响的室内模型试验研究

 模型试验是桩基承载性能研究中不可或缺的一种科研手段。通过设计模型试验,基于试验数据进行整理分析,研究砂土中成桩工艺差异对桩基承载性能的影响,经过对比研究,分析桩基的受力分布特点和沉降变形特性,探讨成孔卸荷对灌注桩承载特性产生的作用效应。结果表明：试桩的荷载–沉降(Q-s)曲线均呈陡降型。静压桩承载力最大,但曲线突降性方面不如预埋桩和灌注桩明显;成桩工艺不同会影响桩基的荷载传递性能,由于成孔卸荷和挤土效应差异,静压桩沿深度方向的荷载传递性能相对于灌注桩和预埋桩要差;4桩桩侧摩阻力在一定深度都出现强化现象,静压桩桩侧阻力强化位置略高于灌注桩和预埋桩,这是因为挤土效应使桩侧阻力增大,成孔卸荷和裹膜撤除产生的侧向卸荷会在一定程度上削弱桩侧阻力;桩侧阻力的极值发挥和极值点位置受成桩工艺影响较大;侧阻与端阻异步发挥且其最大值并非同时到达,端承力占桩顶荷载的比例随上部荷载变化而变化。     

不同桩端土承压钻孔灌注桩模型试验研究

通过模型试验研究不同桩端土对承压钻孔灌注桩承载特性的影响。模型试验中,结合软土地区灌注桩穿越土层的特点选择桩周桩端土,采用裹膜预制预埋的方法设置模型桩,以消除桩身粗糙程度、桩径等因素差异的影响,并一定程度上模拟灌注桩成孔卸载过程;通过静载试验得到6根试桩的试验数据,就桩端土对桩侧摩阻力的影响进行了重点介绍;建立桩侧摩阻力与桩土相对位移之间的关系,并由归一化处理使得桩端土对桩侧摩阻力的影响得到量化解决。结果表明：模型试验研究桩端土对灌注桩承载特性影响的方法可行,解决不同情况下桩端桩周土对灌注桩承载性能的影响,仍需大量试验和工程实践验证。     

分级加卸载条件下Q3黄土三轴蠕变特性研究

采用分级增量循环加卸载方式,利用SR-6型三联式三轴蠕变仪对陕西省泾阳县某边坡原状黄土进行了三组室内三轴固结排水蠕变试验,着重研究了黄土黏弹塑性的基本规律,以此建立了黏弹塑性九元件蠕变模型。结果表明:该地区原状黄土具有明显的流变特性,总体呈线性衰减蠕变;卸载后,土样产生衰减黏弹性回弹变形,回弹量随着卸荷量的减小,围压的增大,含水率的增大而减小;加卸载应力历史对黄土蠕变变形具有累积效应;该地区原状黄土的回弹变形不明显,黏弹性变形在蠕应变中所占比重较小;所建立的元件蠕变模型可以较好地描述该地区黄土的三轴线性蠕变特性,物理意义明确,且模型参数易得。     

利用挤密砂桩处理因挤土效应引起的桩位偏移

针对挤土桩在打桩过程中产生的明显挤土效应，以圆柱孔扩张理论为基础来分析打桩过程产生的桩周土位移，提出了采用砂桩进行纠偏的可行性。     

Cavity reverse expansion considering elastoplastic unloading and application in cast-in-situ bored piles

The construction process of a cast-in-situ bored pile is too complicated to be described by the cavity expansion theory with a single process. An exact unified semi-analytical solution for both cylindrical and spherical cavities reverse expansion after unloading in drained soil is developed. The non-associated Mohr-Coulomb model and definition of logarithmic strain are adopted in the reverse plastic zone. This model can be used to solve the stress and displacement fields of the soil around a bored pile along both the horizontal and depth directions. Parametric analysis shows that the effect of the unloading phase does not change the ultimate pressure of cavity reverse expansion compared with in situ expansion. The cavity cannot re-expand to its initial radius even though the cavity pressure reloads to the initial value. The increase of internal friction angle, cohesion, and Young's modulus has a positive effect on radius recovery, while the dilatancy angle has a negative effect. A simulation of the construction process of cast-in-situ bored piles is presented, where the role of boring, mud wall protection, and concrete placement is defined. An example that describes the stress and displacement fields around a pile shows that the total radial displacement of soil around the pile is dominated by contraction displacement. And it is closely related to depth and horizontal distance. The results of both parameter analysis and example analysis demonstrate that a low reverse cavity pressure corresponds to a stress-reduction area surrounding the cavity.     

利用挤密砂桩处理挤土效应引起的桩位偏移

挤土桩在沉桩过程中会产生明显的挤土效应 ,应用圆柱孔扩张理论可推导出桩周土体在打桩过程中产生的径向位移。挤土效应也可用来处理桩位的偏移 ,通过合理布置桩数和排数 ,使桩产生需要的反向位移。工程实例表明 ,理论计算与实测结果吻合程度较好     

土体常规加卸荷对桩基影响模型试验系统研制与应用

为模拟土体加卸荷对桩基摩阻力产生的影响,研制了土体加卸荷对桩基影响模拟试验系统。该系统包括加卸荷系统、模型桩、量测系统及数据自动采集系统4个子系统。该系统可通过气压加载法在大直径土样顶面以较高荷载进行加卸荷,模拟不同土性、不同桩端约束条件下土体沉降或回弹对模型桩产生的影响,并通过试验验证了其有效性和可靠性。试验表明,系统智能化程度高,可实现大荷载长期稳压,量测系统灵敏度高稳定性好;不同桩端约束条件对桩侧摩阻力分布影响很大;土样在卸荷比达到约0.8发生强回弹,但对桩端嵌固条件下桩顶2/3桩长范围和桩端自由条件下全桩长桩侧摩阻力影响不明显。系统可用于模拟桩间土大面积均匀加卸荷对工程桩的影响。     

悬臂桩桩间有效卸荷区研究

根据悬臂桩的传力特征,研究了其桩间土拱效应的形成机理。按其在空间坐标系的位置,将桩间土拱分为水平拱、竖向拱及临空面拱,指出水平拱效应对卸荷区分布规律起主控作用,继而定义了有效卸荷区范围。从分析桩间土拱效应破坏模式入手,结合岩土强度理论及土拱静力平衡原理,建立了考虑桩间土自重应力及滑坡推力的卸荷区计算模型。基于该模型对滑体强度与临界高度及卸荷区矢高的关系作了一定研究,探讨了几种典型桩背土压力分布模式对卸荷区分布范围的影响。最后采用一工程实例对该模型进行验证。     

土体三轴加卸荷对桩基影响模型试验系统研制与应用

 为模拟土体三轴加卸荷对桩基侧摩阻力产生的影响,研制土体三轴加卸荷对桩基影响模拟试验系统。该系统包括4个子系统：三轴加卸荷系统、模型桩组、量测系统及数据自动采集系统。该系统可通过气压加载法在大直径土样顶面及侧向以较高荷载进行加卸荷,模拟不同土性、不同桩端约束条件下土体沉降或回弹对模型桩产生的影响,并通过试验验证其有效性和可靠性。试验表明：系统智能化程度高,可实现大荷载长期稳压,量测系统灵敏度高稳定性好;桩端自由悬空条件下,随土样竖向及侧向施加气压荷载增加,最大正负侧摩阻力增大,中性点发生在(0.5～0.6)L(其中,L为桩身长度)区域。卸荷初期土体回弹变形不大,但桩受拉力发展很快至较大值。系统可用于模拟土体不同路径加卸荷对工程桩的影响。