桩侧摩阻力退化效应的研究进展

桩侧摩阻力退化效应可显著影响桩的承载力性状.文中总结了桩侧摩阻力存在退化效应的情况,分析了在沉桩过程中的桩侧摩阻力退化、循环荷载作用下桩土界面剪切疲劳退化效应产生的原因,并在桩侧摩阻力退化效应的情况下对桩的承载力计算方法进行总结和分析.     

静压桩沉桩过程中的侧阻退化及成桩后侧阻时效研究

首先对侧阻的退化机理进行了分析,随后提出了考虑侧阻退化的静压桩沉桩阻力计算公式,通过实例分析得出该方法模拟结果较好,但桩上部的预测值都大于压桩力而端部压桩力大于预测值。最后通过实例说明静压桩在砂土中也存在时间效应,指出砂土中承载力时效问题主要也是侧阻的时间效应并从二个方面对其时效机理进行了分析。     

考虑侧阻退化的静压桩沉桩阻力的计算公式及工程应用

静压桩的沉桩阻力随入土深度的增加而不断变化,沉桩阻力是对土层性质的综合反映,同时也为分析沉桩可能性及选择沉桩设备、推算静压桩极限承载力提供了重要依据.目前在确定沉桩阻力的方法中都假定某一位置处侧阻不随桩的贯入而变化,然而现实情况是同一层土的桩侧阻并不是一个常数,而是随着桩的贯入而变小.在土层某一固定的标高处,随着桩入土深度的增加,该处的侧阻值在不断地减小.文中对侧阻的退化机理进行了分析,并提出了考虑侧阻退化的沉桩阻力公式,通过实例验算表明此法切实可行.     

桩侧阻力的几种退化效应简述

桩的轴向承载力是由桩端阻力和桩侧摩阻力共同构成的。由于桩周土的性质千差万别给人们研究桩侧阻力的性状带来了很大困难。笔者在查阅国内外文献的基础上，根据对一些现场试验资料以及室内模型试验的分析，认为桩侧摩阻力存在着几种退化效应，即局部侧阻力随桩入土深度的增加发生退化、超过临界位移后侧阻出现退化现象以及在循环荷载作用下侧阻发生退化。     

土与PHC管桩界面剪切疲劳退化试验研究

桩-土界面的剪切疲劳退化效应显著影响基桩的承载力性状。采用现场足尺试验和恒刚度循环剪切试验,对土与PHC管桩界面的剪切疲劳退化问题展开研究。研究发现,土与PHC管桩界面的剪切疲劳退化幅度与界面剪切循环数密切相关,两者呈幂函数关系,退化系数为0.45。桩-土界面的剪切行为可通过恒刚度剪切试验来简化模拟分析。黏质粉土与混凝土试块界面的剪应力随剪切循环数大致呈幂函数型衰退,约20个循环后基本保持稳定,退化系数为0.41,与现场试验的结果较为接近。     

振动法 预制桩试验

1970年以来,全欧和英国都成功地采用了振动法对桩柱进行整体试验。尽管这个方法被广泛使用,但仍有不少桩基工作者对其原理及可靠性表示怀疑。本文对桩整体试验的振动方法原理加以定性阐述。一、什么是振动法预制桩整体试验桩整体试验振动法实际上是用动态方法对系统进行识别的原理。桩-土壤系统可看作“黑框”,如图1所示。则以桩-土壤系统作为动力模型,以示在桩头上加一轴向激     

同一土层中预制桩与注浆桩侧阻端阻研究

通过温州鹿城区某工程进行的桩身埋设钢筋应力计静载试验,对岩土工程勘察报告中提供的预制桩、钻孔灌注桩及实测注浆桩的桩侧各土层单位侧摩阻力与桩端土单位端阻力值进行了比较分析,提出了通过岩土工程勘察报告估算注浆桩承载力的方法。     

重复静载荷试验对桩侧阻和端阻的影响

通过分析试验场地的地质条件,对同一根桩进行了重复静载荷试验,具体研究了重复静载荷试验对桩侧阻和端阻的影响,得出重复静载荷试验对侧阻、端阻及承载力的影响变化规律.     

粉土界面恒刚度循环剪切试验研究

竖向循环荷载作用下桩土界面的作用机理是研究桩土摩擦疲劳的关键。针对循环荷载作用下桩-粉土界面的剪切性能,使用改进的剪切试验装置在恒刚度条件下进行循环剪切试验,研究循环次数、累积位移和法向刚度对其摩擦疲劳性能、循环后单调剪切性能的影响。试验结果表明,粉土在循环剪切过程中,法向应力和剪应力在初始10个循环内随循环数增加快速衰减,随着循环进行,逐渐趋于稳定;单次循环内在剪切位移方向变化时,土体呈现表现出剪缩-剪胀-剪缩交替现象,总体变形呈现剪缩的趋势;循环荷载作用下,粉土界面的法向应力和剪应力随法向刚度增大衰减速率增大,达到稳定的累积循环位移越小;粉土循环后的单调剪切、法向应力恢复的单调剪切的剪应力比小于首次单调剪切试验值,且法向应力恢复的循环后剪切试验的剪胀程度较小,表明循环剪切过程中界面处粉土颗粒棱角破碎,颗粒变得光滑。在对试验数据分析的基础上,提出了与累积位移、法向刚度和初始应力相关的无量纲累积位移,建立了法向应力和界面摩擦角随累积位移的衰减方程。     

大直径嵌岩桩侧阻强化桩土界面影响因素研究

嵌岩桩的荷载传递受许多因素影响。不少资料表明,桩端支承较强时,嵌岩桩的侧阻沿桩长分布呈顶、底部较大的特点,且常表现出硬化趋势。通过对某工程试桩端阻、侧阻发挥过程的分析,指出桩土界面上的正应力、桩与土相对运动速度以及桩周土层接触关系等都构成影响侧阻发挥的重要条件。尝试通过直剪试验验证影响侧阻发挥影响因素,结果表明:(1)桩周土强度较低时,桩下沉速度较快,桩土相互作用常沿"界面层"进行,侧阻出现软化特征;(2)桩周土强度较高时,桩土界面相互作用充分,侧阻以硬化特征为主,覆压越大,侧阻硬化特征越明显;(3)土层接触关系对桩周土强度发挥与上覆土压力有关,上覆压力大,桩周土的强度可以产生叠加效应,发挥出超过单一土层抗剪强度的侧阻力。     

耦合结构面剪胀的嵌岩桩侧摩阻力分析

 嵌岩桩桩–岩界面受力剪切机制通常包括滑动剪胀及剪切滑移两部分,滑动剪胀导致桩–岩界面法向应力显著增大。Serrano法计算嵌岩桩侧摩阻力没有考虑桩–岩界面剪胀效应的影响,从而使得其计算结果比现场实测值偏保守。基于常法向刚度(CNS)条件下结构面剪切力学特性,充分考虑岩性、桩径以及施工等因素对嵌岩桩受力特性的影响,在对既定粗糙度结构面剪胀产生的法向应力增量实现量化分析的基础上,通过耦合结构面剪胀对Serrano法进行修正。计算结果表明,修正的Serrano法计算所得嵌岩桩侧摩阻力明显高于Serrano法,也更接近于现场实测。修正的Serrano法完善嵌岩桩侧摩阻力的理论计算。     

大型土与结构相互作用恒刚度直剪试验装置研究

已有的土与结构接触面室内剪切试验多集中在恒荷载和恒位移加载条件下接触面力学特性的研究,而预制桩基础沉桩过程中桩土界面受力条件与恒刚度加载类似,即桩土界面法向应力随桩周土体法向位移是动态变化的。针对目前黏性土中桩土界面大型恒刚度的试验手段比较缺乏,自主设计研制了一种大型恒刚度直剪仪用于桩土界面力学特性的测试。该直剪仪考虑了桩周土体变形特点,剪切过程中桩土界面接触面面积始终保持不变,能够准确模拟桩土界面剪切试验;采用弹簧组加载系统和数控电机控制系统,法向可提供恒刚度边界条件,水平切向可按位移控制,能够实现桩土界面上直线和循环剪切的加载路径。试验结果表明:该直剪仪能够很好地再现黏性土中桩土界面在恒刚度加载条件下直线剪切的力学响应,为静压桩沉桩过程的桩土界面力学特性的研究提供了基础。     

测定粮食内摩擦角的直剪仪研制

分析了直剪试验原理和部分大型直剪仪的研究现状,详细介绍了用于测定粮食内摩擦角直剪仪的设计原理和结构组成,以全面比较分析剪切速率对粮食物料内摩擦角的影响。     

注浆成型螺纹桩接触面特性试验研究

 为揭示新型注浆成型螺纹桩抗拔承载机制,对桩–土界面开展试验研究。借助自主研制的大型接触面剪切仪,量测普通桩土接触面与不同螺纹间距接触面的剪切应力与相对剪切位移关系,并观察桩土接触的破坏形态。试验研究表明,无螺纹桩–土界面产生平面形态破坏面,而螺纹桩–土界面呈现拱形曲线形态破坏;螺纹加固效应主要是增大桩土间的黏聚力从而提高桩土界面的抗剪强度;桩土界面上的螺纹间距存在某一最优值,可形成最大的拱形破坏面,从而螺纹桩–土界面将发挥最大抗剪强度。     

Particle shape effects on the cyclic shear behaviour of the soil–geogrid interface

The accurate determination of the interface shear strength is essential in the design of geosynthetic-reinforced soil structures. The particle geometries of three types of soil materials and a spherical granular medium are imaged and quantified using binary image-based methods and described in terms of regularity. Cyclic direct shear tests are conducted to investigate the effects of particle regularity on the interface shear strength, stress–displacement relationship, shear stiffness, and damping ratio. The results reveal that the interface shear strength and deformation strongly depend on particle regularity. The vertical displacement ratio is found to increase with particle regularity under the same cycle number. The interface stiffness is observed to increase with the cycle number for particle regularities of 0.453, 0.565, and 0.672 but decreases with the cycle number for a particle regularity of 0.971. For a given regularity, the trend of damping ratio with the increasing cycle number is contrary to the that of shear stiffness. Finally, it is observed that the cyclic friction angle decreases with increasing particle regularity, the relationship of which is determined using linear regression. Thus, the systematic quantification of particle shape characteristics can lead to a better understanding of soil–geogrid interface behaviour.     

能量桩桩-土接触面力学特性室内试验研究

基于地源热泵桩埋管形式的能量桩技术逐渐在工程中得到推广应用;但是,针对冷热交换影响下能量桩的承载力特性研究相对较少,尤其针对能量桩-土接触面的摩擦力学特性研究相对更少。基于室内土工试验和南京地区3种具有代表性的典型土样,针对能量桩-黏土、能量桩-粉土和能量桩-砂土接触面的摩擦力学特性进行室内土工直剪试验;着重分析不同桩体温度和桩周土体含水率等情况下能量桩-土接触面力学特性。研究结果表明,相同含水率情况下,能量桩-黏土接触面的温度效应最明显、能量桩-粉土接触面的温度效应次之、能量桩-砂土接触面的温度效应最小;相同桩体温度情况下,桩周土体含水率的大小对能量桩-黏土接触面力学特性的影响最明显、对能量桩-砂土接触面力学特性的影响最小;相关研究成果为能量桩承载力的设计与计算提供一定的参考依据。     

法向循环荷载下筋土界面的剪切应力规律及预测

为了研究法向动荷载作用下筋土界面的剪切应力变化规律,采用大型动态直剪仪,对相对密实度为75%的砾石和土工格栅的界面进行了剪切试验,研究了4种法向初始应力（20,40,60,80 kPa）和4种法向荷载振动幅值（10,20,30,40 kPa）对筋土界面循环剪切特性的影响。在试验的基础上,建立了法向循环荷载作用下筋土界面在峰值前和残余阶段的剪切应力-法向应力表达式。同时,结合应力时间差规律,并考虑法向初始应力和荷载振幅等的影响,提出了界面剪切应力-剪切位移的表达式。将两种预测表达式与试验结果进行了对比,均具有较好的吻合度,验证了方法的正确性。     

边坡残积土直剪强度特性试验研究

通过边坡残积土的物性试验和室内直剪试验,分析了不同土质、不同含水条件下原状土和击实土的直剪特性,结果表明:饱水土的粘聚力和内摩擦角以及抗剪强度均比保湿条件下低,不同土质条件由保湿向饱水转变时土的抗剪强度减幅不同;利用土性对含水率的敏感度可以粗略判断边坡浅层滑动和深层滑动的可能性;击实土样的抗剪强度随含水率增高而增强,在一定值时达到峰值,然后随含水率的增高而逐渐减弱,呈单峰状,这一峰值含水率与土样最优含水率基本一致。