岩土力学 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (8): 2203-2212.doi: 10.16285/j.rsm.2021.1190

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

水泥胶结钙质砂地层中单桩竖向承载特性试验研究

柴源1,牛勇2,吕海波3   

  1. 1. 广西大学 土木建筑工程学院,广西 南宁 530000;2. 中国地质科学院岩溶地质研究所 岩溶生态系统与石漠化治理重点实验室, 广西 桂林 541000;3. 贺州学院 建筑与电气工程学院,广西 贺州 542800
  • 收稿日期:2021-08-02 修回日期:2022-03-28 出版日期:2022-08-11 发布日期:2022-08-17
  • 通讯作者: 吕海波,男,1973年生,博士,教授,主要从事特殊岩土工程方面的研究。E-mail: lhb@glut.edu.cn E-mail:chaiyuan2008@qq.com
  • 作者简介:柴源,男,1989年生,博士研究生,主要从事特殊岩土工程和桩基工程方面的研究工作。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No. 51169005);广西自然科学基金重点项目(No. 2018GXNSFDA281038)

Experimental study on vertical bearing characteristics of a single pile in cemented calcareous sand layers

CHAI Yuan1, NIU Yong2, LÜ Hai-bo3   

  1. 1. College of Civil Engineering and Architecture, Guangxi University, Nanning, Guangxi 530000, China; 2. Key Laboratory of Karst Ecosystem and Treatment of Rocky Desertification, Institute of Karst Geology, Chinese Academy of Geological Sciences, Guilin, Guangxi 541000, China; 3. College of Architecture and Electrical Engineering, Hezhou University, Hezhou, Guangxi 542800, China
  • Received:2021-08-02 Revised:2022-03-28 Online:2022-08-11 Published:2022-08-17
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51169005) and the Natural Science Foundation of Guangxi (2018 GXNSFDA281038).

摘要: 钙质砂属于岩土工程中一种特殊的岩土材料,除具有颗粒形状不规则、易破碎等特征,还具有胶结性。针对钙质砂具有胶结性的地质现状,通过室内模型试验研究了胶结钙质砂地层中钢管桩的承载能力、沉降情况及其影响因素,同时与未胶结钙质砂中的桩基承载特性进行了对比。研究结果表明:与未胶结钙质砂中的钢管桩相比,胶结钙质砂的相对密实度对桩基承载力影响程度明显减弱,桩的承载形式依然表现为端承桩,随着钙质砂胶结程度的提升,桩端阻力承载占比越来越高;胶结程度较高的钙质砂地层中桩身侧摩阻力发挥存在异步过程,这是因为桩基沉降时桩身下部破坏砂层形成了更为紧密的新接触面,该接触面对桩身的径向膨胀更为敏感;胶结钙质砂中桩基 qs-Su 线没有出现明显的硬化阶段,与未胶结钙质砂地层中桩基的 qs-S多段折线变化规律不同,胶结钙质砂地层中桩基的 qs-S曲线更为接近双曲线线型。

关键词: 胶结钙质砂, 模型试验, 侧摩阻力, 荷载-沉降关系, 桩基础

Abstract:

According to the cemented geological status of calcareous sand layers, a series of indoor model tests was performed to study the behaviors of the steel pipe pile in the cemented calcareous sand layers such as bearing capacity, the settlement, and compared with uncemented calcareous sand. The results show that the influence of relative density on bearing capacity of the pipe pile in cemented calcareous sand layers is obviously weakened compared with that in the uncemented layers. The bearing form of the pile still presents as an end-bearing pile, and the bearing ratio of pile tip resistance becomes higher and higher with the increase of cementation degree of calcareous sand. In highly cemented calcareous sand layers, there is an asynchronous process in the development of side friction of the pile. This is because when the pile foundation settles, the lower part of the pile shaft destroys the sand layer to form a tighter new contact surface, which is more sensitive to the radial expansion of the pile body. The side friction of the pile in cemented calcareous sand layers has no obvious hardening stage in the qs-Su  curve of pile in cemented calcareous sand, and different from the multi-segment broken line of the qs-Su  curve of the pile in uncemented calcareous sand, the  qs-Su  curve of the pile in cemented calcareous sand is closer to a hyperbolic curve.

Key words: cemented calcareous sand, model test, side friction, load-settlement relation, pile foundation

中图分类号: 

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