大直径软岩嵌岩桩嵌岩深度计算模型

为改进河流海洋工程中的大直径软岩嵌岩桩嵌岩深度计算方法,探讨嵌岩深度与影响参数之间的关系,假定嵌岩段桩侧岩石抗力呈线性分布且岩石破坏符合莫尔二次抛物线判据,根据嵌岩段桩身受到桩前岩体法向正应力和桩侧岩体切向剪应力共同作用得到嵌岩段桩体受力计算模型,基于桩身受力平衡给出最小嵌岩深度解析解,并利用室内模型试验以及工程设计结果对计算模型进行验证。结果表明:嵌岩深度随着基岩顶面处水平力的增大而增大,随着桩径的增大而减小,随着桩侧岩石单轴饱和抗压强度的增大而减小;岩石单轴饱和抗压强度增大到某一定值时,嵌岩深度呈小幅递减趋势;上覆土层压应力对嵌岩深度影响不大。     

基于Hoek-Brown强度准则的嵌岩桩极限承载力确定

考虑岩体结构的完整性、岩块单轴抗压强度及三向应力等因素的影响,引入Hoek-Brown岩石强度准则,采用Lambe变换,建立了较为实用的嵌岩桩桩侧摩阻力模型。然后基于简化的桩端岩体破坏模式,利用极限平衡原理,推导了三向压力下嵌岩桩桩端阻力的计算公式,进而获得嵌岩桩极限承载力计算公式。对公式参数分析表明：岩体质量对摩阻力影响较大,岩体质量越好,摩阻力τr越大,反之越小;岩体质量评价指标RMR值为100时,摩阻力τr可达到0.4σc;岩体质量评价指标RMR值为10时,摩阻力τr接近0.01σc。最后以2个工程实例对本文计算方法进行了验证。     

广佛肇高速公路大直径嵌岩桩承载力试验研究

采用自平衡试桩法获得了广佛肇高速公路3根大直径嵌岩桩的荷载-位移曲线,并等效转换为传统静载荷试验的荷载-位移曲线,分析了3根试桩的荷载传递规律以及单桩极限承载力的构成,并将极限端阻力和极限侧阻力与经验计算方法进行了对比分析。结果表明:三根试桩的等效Q-s曲线均为缓变型,无明显拐点,试桩处在弹性压缩阶段,承载力设计值较为保守,安全储备大;桩顶在极限加载条件下,端阻力和侧阻力近似相等且均得到较好的发挥;中风化岩层对嵌岩桩的侧摩阻力提升效应明显,而当桩端进入微风化岩层时侧摩阻力变化不大,且桩端阻力没有显著的提升,故当中风化岩层能提供足够的极限承载力,则嵌岩桩桩端可不进入微风化岩带,从而有效节省工程造价。     

土中中风化嵌岩抗拔桩承载机理研究

根据某工程中风化嵌岩抗拔桩自平衡静载原位试验,对试验数据进行简要分析,结合该工程地质条件,选择合理的岩土力学参数和试验数据,建立了合理嵌岩抗拔桩FLAC^3D数值分析模型。运用所建立的数值模型对3根抗拔桩进行自平衡试验直至破坏,确定了各桩的极限承载力,并且研究了同一条件下不同嵌岩深度对抗拔桩的极限承载力的影响及抗拔桩桩侧阻力、桩身轴力随外荷载的变化情况。研究结果表明:①风化岩石地区建立模型时,岩石剪切模量及体积模量需要按试验换算值折减到1/10左右,才可建立合理的数值模型;②嵌岩抗拔桩的极限承载力主要受嵌岩深度的影响,同一条件下,嵌岩抗拔桩极限承载能力随嵌岩深度、桩长增加而增大,且桩设计时其嵌岩深度不宜太小;③随着埋置深度的增加,桩侧阻力先增大后减小,桩中间侧阻力对极限抗拔承载力贡献最大;④抗拔桩的桩径对极限承载力具有尺寸效应。     

贵阳强风化泥质白云岩嵌岩桩承载特性分析研究

在贵阳地区,嵌岩桩的桩端常置于完整、较完整的岩基上,且嵌岩桩的承载力时常按照端承桩的情况来计算,以贵阳某工程项目的强风化泥质白云岩嵌岩桩为研究对象,通过基桩自平衡静载荷试验,分析强风化泥质白云岩嵌岩桩竖向承载力、桩身侧阻力及桩端阻力,探讨此类地质条件下嵌岩桩的承载特性。研究结果表明:实测试桩的Q-s曲线符合试验规程;桩身轴力呈线性分布;嵌岩段的轴力随着荷载的增大变化明显;强风化泥质白云岩嵌岩桩竖向承载力由桩端阻力和桩身侧阻力共同承担,研究结果可为类似工程提供参考。     

基于Hoek-Brown强度准则的嵌岩桩极限承载力确定

摘 要：考虑岩体结构的完整性、岩块单轴抗压强度及三向应力等因素的影响，引入Hoek-Brown岩石强度准则，采用Lambe变换，建立了较为实用的嵌岩桩桩侧摩阻力模型。然后基于简化的桩端岩体破坏模式，利用极限平衡原理，推导了三向压力下嵌岩桩桩端阻力的计算公式，进而导得嵌岩桩极限承载力计算公式。文中参数分析表明：岩体质量对摩阻力有强烈影响，岩体质量越好，摩阻力 越大，反之越小；岩体质量评价指标RMR值为100时，摩阻力最大能达到0.4c；岩体质量评价指标RMR值为10时，摩阻力 接近0.01c。最后以2个工程实例对本文计算方法进行了验证。     

印尼地区嵌岩灌注桩竖向承载特性现场试验

为更加深入研究不同竖向荷载作用下大直径嵌岩灌注桩的承载特性与荷载传递规律,以印尼地区某工程为依托,对3根直径为800 mm的嵌岩灌注桩进行单桩竖向抗压静载试验与桩身应力测试。试验结果表明:3根试桩的Q-s曲线均为缓变型,沉降量均不超过17 mm,回弹率较大,介于54.8%~70.9%之间,残余沉降较小,承载力较高,均满足设计要求。桩身轴力随桩顶荷载的增加逐渐增大,随深度逐渐递减;桩侧摩阻力的发挥具有异步性,随着荷载的增大,桩侧摩阻力逐渐发挥,在嵌岩段桩侧摩阻力最大,但仍未充分发挥;桩端阻力随桩顶荷载的增加近似呈线性增大,在最大荷载作用下,桩端阻力占比约55%,表现出摩擦端承桩的特性。研究结果对国内桩基规范的完善以及当地桩基规范的制订具有较重要的意义。     

中风化凝灰岩嵌岩桩抗拔承载特性研究

针对某建筑工程地下室抗浮设计问题,为了确定中风化凝灰岩地层嵌岩抗拔桩设计承载力,开展了5根0．7ｍ和0．8ｍ两种直径抗拔桩现场试验。试验结果表明各试桩加载至设计值时均为缓变形,最大位移为6．92ｍｍ～10．67ｍｍ,试验中岩层侧摩阻力未充分发挥,安全富裕较大。通过国内外不同规范方法对5根试桩极限抗拔承载力进行计算发现,理论计算得到的嵌岩桩极限抗拔承载力普遍大于设计值,且国外ＡＡＳＨＴＯ方法和加拿大岩土工程手册方法均明显大于建筑桩基规范,且嵌岩段长度越大,计算结果差异越显著。通过试验和理论计算均表明中风化凝灰岩嵌岩段的极限侧阻力发挥潜力较大,可作为抗拔桩的良好持力层。     

多层土中桩的极限侧摩阻力值反演分析研究

为研究由桩的荷载-沉降(Q-s)曲线确定单桩侧摩阻力,通过静载荷试验和数学分析的方法,研究在已知静载试验结果的情况下,用线性最小二乘法反演桩周各土层的极限侧摩阻力,并利用有限元法对桩基沉降、极限摩阻力和桩端阻力进行分析。结果表明,由线性最小二乘法计算所得多层土中桩的极限侧摩阻力值为单桩极限承载力值的53%～66%,比有限元法偏大约23%,单桩极限侧摩阻力值为单桩极限承载力值的40.3%;2种方法的计算结果与静载试验的Q-s曲线呈现的变化规律一致,说明线性最小二乘法可满足多层土中桩的极限侧摩阻力值反演预测的要求。     

基于荷载传递法的嵌岩锚杆抗拔承载特性

为研究嵌岩锚杆抗拔过程中锚-岩界面承载特性,根据岩质地基中嵌岩锚杆的受力破坏机理,采用二段线性函数模拟锚杆-围岩界面的力学行为;基于荷载传递理论,推导了岩质地基中嵌岩锚杆的轴力、侧阻力及锚头位移的计算公式,分析了综合影响系数η对嵌岩锚杆抗拔承载特性的影响,给出了相应的确定方法;结合工程算例采用提出的计算方法对锚杆的轴力、侧阻力及P-S曲线进行了分析。分析结果表明:当上拔荷载较小时,嵌岩锚杆侧阻力呈双曲函数分布;当上拔荷载较大时出现塑性区,塑性区侧阻力均匀分布,弹性区呈双曲函数分布。