岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (1): 232-240.doi: 10.16285/j.rsm.2022.0275

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

黏土中超大直径钢管桩内侧摩阻力研究

刘润,尹瑞龙,梁超,陈广思   

  1. 天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津 300072
  • 收稿日期:2022-03-08 接受日期:2022-06-21 出版日期:2023-01-16 发布日期:2023-01-13
  • 通讯作者: 梁超,男,1989年生,博士,助理研究员,主要从事海洋结构物与土体相互作用研究。E-mail: liangchao@tju.edu.cn E-mail:liurun@tju.edu.cn
  • 作者简介:刘润,女,1974年生,博士,教授,主要从事海洋结构与地基耦合作用研究。
  • 基金资助:
    国家杰出青年科学基金(No. 51825904)

Inner frictional resistance of super-large diameter steel pipe pile in clay

LIU Run, YIN Rui-long, LIANG Chao, CHEN Guang-si   

  1. State Key Laboratory of Hydraulic Engineering Simulation and Safety, Tianjin University, Tianjin 300072, China
  • Received:2022-03-08 Accepted:2022-06-21 Online:2023-01-16 Published:2023-01-13
  • Supported by:
    This work was supported by the Natural Science Foundation for Distinguished Young Scholars of China (51825904).

摘要: 随着当前海上风电装机容量逐渐增加,超大直径钢管桩基础得到了广泛应用。桩径的增加改变了桩−土相互作用模式,现行规范中钢管桩内侧摩阻力计算方法的适用性有待商榷。通过离心模型试验,采用双壁板桩和管桩模型揭示了黏土中有限范围土压力与不同桩径的内侧摩阻力发挥规律;采用有限元数值分析方法,开展了内侧摩阻力发挥规律的影响因素分析,建立了钢管桩内侧摩阻力计算方法,并与离心机试验结果进行了对比验证。结果表明:随着桩径增大,桩内壁土压力增大,内侧摩阻力也随之增大,并沿桩深呈指数型分布,其发挥范围为距桩端5倍桩径以内;提出的钢管桩内壁侧摩阻力计算方法与离心机试验结果吻合良好。

关键词: 黏土, 超大直径钢管桩, 内侧摩阻力, 离心机试验

Abstract: With the increasing of current installed capacity of offshore wind power, super-large diameter steel pipe pile foundation has been widely used. The increase of pile diameter changes the pile-soil interaction mode, thus the applicability of the method for calculating inner frictional resistance of steel pipe piles in the current code is open to question. In this study, centrifugal model tests are carried out to reveal the behavior of earth pressure and internal frictional resistance in clay with different pile diameters by using double-walled pile and pipe pile models. By using finite element numerical analysis method, the factors influencing the inner frictional resistance are analyzed, and a method for calculation of inner frictional resistance of steel pipe piles is developed. The proposed method is verified by comparison with the centrifuge test results. The results show that, with the increase of pile diameter, the inner wall earth pressure increases, and the inner frictional resistance also increases. The inner frictional resistance is exponentially distributed along the pile depth, and it is available within 5 times the pile diameter from the pile tip. The proposed calculation method of inner wall frictional resistance is found to be in good agreement with centrifuge test results.

Key words: clay, super-large diameter steel pipe pile, inner frictional resistance, centrifuge test

中图分类号: 

  • TU 473
[1] 雷华阳, 薄钰, 马长远, 王磊, 章纬地, . 多因素影响下黏土比热容变化规律及预测模型[J]. 岩土力学, 2023, 44(增刊): 1-11.
[2] 张达锦, 肖桂元, 武岳, 徐光黎, 刘伟, . 重金属Cu2+驱动下红黏土土体压缩变形机制[J]. 岩土力学, 2023, 44(增刊): 127-133.
[3] 赵盛男, 霍玉龙, 汤斌. 湛江组结构性黏土触变性正交试验及其触变强度预测模型[J]. 岩土力学, 2023, 44(增刊): 197-205.
[4] 张锋, 唐康为, 尹思琪, 冯德成, 陈志国, . 冻融粉质黏土的剪切波速与动态回弹模量及其转换关系[J]. 岩土力学, 2023, 44(增刊): 221-233.
[5] 刘杰锋, 李飒, 段贵娟, 王奕霖, . 稳态剪切条件下中国南海软黏土的相态转变特性及流变模型[J]. 岩土力学, 2023, 44(增刊): 341-349.
[6] 王宽君, 沈侃敏, 汪明元, 王洪羽, 国振, . 基于孔压静力触探的杭州湾海域软黏土强度解译参数研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(增刊): 521-532.
[7] 朱克文, 俞剑, 黄茂松, . 饱和黏土中抗拔桩上限承载力分析及土塞效应[J]. 岩土力学, 2023, 44(7): 1995-2004.
[8] 李超, 莫品强, 李树忱, . 基于能量理论的球孔扩张大变形分析[J]. 岩土力学, 2023, 44(7): 2017-2027.
[9] 邱祥, 李锦鸿, 曾波, 付宏渊, 罗震宇, 陈镜丞, 刘忠伟, . 低应力条件下高液限红黏土湿化变形特性研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(7): 2028-2040.
[10] 祁妍敏, 汪淼, 章定文, 林文丽, . 甲基叔丁基醚污染黏土的Archie电阻率模型修正方法[J]. 岩土力学, 2023, 44(6): 1719-1728.
[11] 王祖乐, 孔德琼, 杜越明, 朱斌, . 岩土工程连续极限分析方法拓展与验证[J]. 岩土力学, 2023, 44(12): 3531-3540.
[12] 李瑛, 刘岸军, 刘兴旺. 考虑假想基础宽度的基坑抗隆起稳定性[J]. 岩土力学, 2023, 44(10): 2843-2850.
[13] 王宽君, 贾志远, 沈侃敏, 汤鄢. 台州滨海软黏土强度特性室内外联合标定[J]. 岩土力学, 2023, 44(10): 2851-2859.
[14] 郑文杰, 胡文乐, 袁可, 文少杰, . 脲酶矿化作用机制及其提升仿古黏土砖瓦 阻水性能研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 255-264.
[15] 杜春雪, 徐超, 杨阳, 彭善涛, 张鹏程, . 无纺土工织物过滤黏土的反滤特性试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 275-281.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 乾增珍,鲁先龙,丁士君. 风积沙地基斜柱基础上拔水平力组合荷载试验[J]. , 2009, 30(1): 257 -260 .
[2] 李新平,代翼飞,刘金焕,曾 明,刘立胜,张开广. 钢管爆炸破坏的数值模拟分析与试验研究[J]. , 2009, 30(S1): 5 -9 .
[3] 曹文贵,赵 衡,张永杰,张 玲. 考虑体积变化影响的岩石应变软硬化损伤本构模型及参数确定方法[J]. , 2011, 32(3): 647 -654 .
[4] 王应铭,李肖伦. 郑西客专陕西段路基湿陷性黄土地基处理简介[J]. , 2009, 30(S2): 283 -286 .
[5] 黄小兰 ,杨春和 ,陈 锋 ,李银平 ,李应芳. 潜江地区层状盐岩天然气储库密闭性评价研究[J]. , 2011, 32(5): 1473 -1478 .
[6] 许福乐 ,王恩元 ,宋大钊 ,宋晓艳 ,魏明尧. 煤岩破坏声发射强度长程相关性和多重分形分布研究[J]. , 2011, 32(7): 2111 -2116 .
[7] 牛 雷,姚仰平,崔文杰,万 征. 超固结非饱和土本构关系的三维化方法[J]. , 2011, 32(8): 2341 -2345 .
[8] 萧富元 ,王建力 ,邵厚洁. 深埋脆性岩石力学参数评估与变形特性探讨[J]. , 2011, 32(S2): 109 -114 .
[9] 刘奉银 ,张 昭 ,周 冬 ,赵旭光 ,朱 良. 密度和干湿循环对黄土土-水特征曲线的影响[J]. , 2011, 32(S2): 132 -136 .
[10] 吴贤振 ,刘祥鑫 ,梁正召 ,游 勋 ,余 敏 . 不同岩石破裂全过程的声发射序列分形特征试验研究[J]. , 2012, 33(12): 3561 -3569 .