岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (8): 2360-2368.doi: 10.16285/j.rsm.2022.1364

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

考虑桩体刺入变形的透水混凝土桩复合地基固结理论研究

韩柏林,卢萌盟   

  1. 中国矿业大学 力学与土木工程学院,江苏 徐州 221116
  • 收稿日期:2022-09-04 接受日期:2022-11-04 出版日期:2023-08-21 发布日期:2023-08-21
  • 通讯作者: 卢萌盟,男,1979年生,博士,教授,博士生导师,主要从事软黏土力学与地基处理等方面教学和研究工作。E-mail: lumm79@126.com E-mail:hanbl96@163.com
  • 作者简介:韩柏林,男,1996年生,硕士,主要从事软黏土力学与地基处理等方面研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No. 52178373,No. 51878657);江苏省高校“青蓝工程”

Theoretical study of consolidation of composite ground with permeable concrete piles considering pile penetration deformation

HAN Bo-lin, LU Meng-meng   

  1. School of Mechanics and Civil Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou, Jiangsu 221116, China
  • Received:2022-09-04 Accepted:2022-11-04 Online:2023-08-21 Published:2023-08-21
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (52178373, 51878657) and the Qing-Lan Project of Jiangsu Province.

摘要: 现有的多元复合地基利用两种或者两种以上的桩型对地基土进行加固,以期提高地基承载力、加速地基固结。提出了一种兼具散体材料桩和刚性不排水桩自身优点的透水混凝土桩复合地基固结模型。工程中刚性桩与土体的压缩量并不相等,这与等应变条件存在着不一致的地方。为此,抛弃传统等应变假设,考虑桩体向垫层和下卧层的刺入变形,对传统等应变假定进行修正,同时考虑了扰动区土体水平渗透系数的抛物线变化和水在桩体内的径向、竖向渗流,给出了此类固结问题的控制方程和解答以及复合地基固结度的表达式,并对复合地基固结度的解进行了讨论。最后与其他复合地基解做了比较并对固结性状进行了分析,并针对透水混凝土桩孔隙引起的桩阻作用对地基固结速度的影响进行了验证。

关键词: 固结, 透水混凝土桩, 复合地基, 修正等应变, 刺入变形

Abstract: The existing multivariate composite foundation uses two or more kinds of piles to strengthen the foundation soil in order to improve the bearing capacity and accelerate the consolidation of the foundation. In this paper, a consolidation model of permeable concrete pile composite foundation, which has the advantages of both bulk material pile and rigid undrained pile, is proposed. In the practical project, the compression amount of rigid pile and soil is not equal, which is inconsistent with the equal strain condition. For this reason, this work abandons the traditional equal strain hypothesis, considers the amount of penetration of the pile to the cushion and underlying layer, and modifies the traditional equal strain hypothesis. At the same time, the parabolic change of horizontal permeability coefficient of soil in disturbed area and the blocking effect of fine particles on water seepage in permeable concrete pile are considered. Besides, the governing equation and solution of this kind of consolidation problem and the expression of consolidation degree of composite foundation are given. The solution of consolidation degree of composite foundation is also discussed. Finally, the solution of this work is compared with other composite foundation solutions, the consolidation behavior is analyzed, and the influence of pile resistance caused by pores of permeable concrete pile on the consolidation velocity of foundation is verified.

Key words: consolidation, permeable concrete pile, composite foundation, modified equal strain, penetration deformation

中图分类号: 

  • TU 473
[1] 邓岳保, 张晨豪, 王忻, 张日红. 植入式排水桩固结理论[J]. 岩土力学, 2023, 44(9): 2639-2647.
[2] 王智超, 彭乙芹, 秦云, 田英辉, 罗光财, . 基于统一屈服准则超固结土的应力诱导各向异性下负荷面模型[J]. 岩土力学, 2023, 44(7): 1891-1900.
[3] 张季如, 郑颜军, 彭伟珂, 王磊, 陈敬鑫. 填土应力路径下珊瑚砂幂律应力-应变模型的适用性研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(5): 1309-1318.
[4] 王元战, 龚晓龙, 王轩, 陈艳萍, 谢涛, . 偏压固结下碱渣土循环累积孔压及强度弱化规律研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(2): 373-380.
[5] 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.
[6] 王才进, 武猛, 杨洋, 蔡国军, 刘松玉, 何欢, 常建新. 基于生物地理优化的人工神经网络模型预测 软土的固结系数[J]. 岩土力学, 2023, 44(10): 3022-3030.
[7] 胡利文, 洪义, 王德咏, . 水下双面真空预压离心模型试验及数值模拟分析[J]. 岩土力学, 2023, 44(10): 3059-3070.
[8] 史蓝天, 李传勋, 杨洋. 变荷载下考虑井阻随时空变化的竖井地基固结解[J]. 岩土力学, 2023, 44(1): 183-192.
[9] 何冠, 姚仰平. 统一硬化模型与下加载面模型的理论关系[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 11-22.
[10] 袁俊平, 陈龙, 梁艳, 丁国权, 殷宗泽, . 对欠固结土的超固结比的探讨[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 85-94.
[11] 陈伟乐, 徐国平, 宋神友, 付佰勇, 虞健刚, 孙苗苗, 丁智, . 风化岩遇水软化的强度试验及力学特性研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 67-76.
[12] 汪磊, 张立婷, 沈思东, 徐永福, 夏小和. 分段循环荷载作用下非饱和土轴对称固结特性研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 203-212.
[13] 戴天毅, 肖世国, . 考虑路堤−加固区相互作用的刚性桩复合 地基沉降算法[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 479-489.
[14] 杨磊, 涂冬媚, 朱启银, 吴则祥, 余闯, . 考虑变温幅值影响的颗粒循环热 固结离散元法试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 591-600.
[15] 张小燕, 张益, 张晋勋, 魏凯园, 王宁, . 含橡胶纤维钙质砂的渗透和固结特性试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(8): 2115-2122.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 姚仰平,侯 伟. 土的基本力学特性及其弹塑性描述[J]. , 2009, 30(10): 2881 -2902 .
[2] 徐金明,羌培,张鹏飞. 粉质黏土图像的纹理特征分析[J]. , 2009, 30(10): 2903 -2907 .
[3] 黄润秋,徐德敏. 岩石(体)渗透性测试的体变量法研究[J]. , 2009, 30(10): 2961 -2964 .
[4] 卢 正,姚海林,骆行文,胡梦玲. 公路交通荷载作用下分层地基的三维动响应分析[J]. , 2009, 30(10): 2965 -2970 .
[5] 陈 阵,陶龙光,李 涛,李海斌,王综勇. 支护结构作用的箱基沉降计算新方法[J]. , 2009, 30(10): 2978 -2984 .
[6] 李 磊,朱 伟 ,林 城,大木宜章. 干湿循环条件下固化污泥的物理稳定性研究[J]. , 2009, 30(10): 3001 -3004 .
[7] 刘振平,贺怀建,李 强,朱发华. 基于Python的三维建模可视化系统的研究[J]. , 2009, 30(10): 3037 -3042 .
[8] 姜领发,陈善雄,于忠久. 饱和土中任意形状衬砌对稳态压缩波的散射[J]. , 2009, 30(10): 3063 -3070 .
[9] 冷伍明,杨 奇,刘庆潭,聂如松. 软基高桥台桩-土相互作用计算新方法研究[J]. , 2009, 30(10): 3079 -3085 .
[10] 吴振君,王水林,葛修润. 约束随机场下的边坡可靠度随机有限元分析方法[J]. , 2009, 30(10): 3086 -3092 .