›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (7): 2119-2126.

• 数值分析 • 上一篇    下一篇

新型螺旋成孔根植注浆竹节管桩抗压性状数值模拟研究

杨 淼1,张忠苗1,刘念武1,施茂飞1,张日红2   

  1. 1. 浙江大学 岩土工程研究所,杭州 310058;2. 浙东建材集团,浙江 宁波 315101
  • 收稿日期:2012-07-13 出版日期:2013-07-10 发布日期:2013-07-15
  • 作者简介:杨淼,女,1986年生,硕士研究生,主要从事基础工程、桩基础及其检测方面的研究

Numerical simulation of compressive mechanical characters of new bored grouting PHC nodular pile

YANG Miao1,ZHANG Zhong-miao1,LIU Nian-wu1,SHI Mao-fei1,ZHANG Ri-hong2   

  1. 1. Institute of Geotechnical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China; 2. ZDOON Group, Ningbo, Zhejiang 315101, China
  • Received:2012-07-13 Online:2013-07-10 Published:2013-07-15

摘要: 新型螺旋成孔根植注浆竹节管桩是一种新的组合桩型,具有承载力高、技术含量高和安全性能好等特点。为了更好地了解新型组合桩的抗压承载机制,应用ABAQUS软件进行抗压数值模拟。通过将模拟结果与现场试验结果对比,验证了数值模型的可靠性。分析模拟结果,发现桩身竹节处存在2~3倍桩径的应力影响范围,并且存在1.6~1.8倍桩径的空壳区,竹节极限承载力从上到下排列线性增长(除第1节和最后一节)。结果还表明,竹节间距、水泥土厚度、桩侧土弹性模量以及桩端土弹性模量都对组合桩极限承载力有影响,而水泥土弹性模量的影响则可忽略。以往相似工法的极限承载力公式都不能很好地诠释本桩型的受力特性,因此,结合理论分析与抗压受力机制,提出考虑侧阻竹节影响系数的单桩极限承载力公式,与现场试验结果对比,较为接近。

关键词: 新型螺旋成孔根植注浆竹节管桩, ABAQUS模拟, 简化模型, 极限承载力, 竹节影响系数, 竹节间距

Abstract: New bored grouting PHC nodular pile is a new kind of composite pile. And it has a lot of advantages, such as higher bearing capacity, more technologies, and higher security. For the sake of getting to know the compressive mechanical characters of new bored grouting PHC nodular pile, ABAQUS is used to simulate the vertical compressive load test. Comparing the simulated result with the field test result, the reliability of ABAQUS numerical model is acceptable. And it is found that: the radius of nodular stress influence is 2-3 times pile diameter; there is no friction at about 1.6-1.8 times pile diameter distance around of the nodule; ultimate bearing capacity of the nodules increases linearly from top to bottom except the first and the last ones. It is also shown that nodular space, sickness of soil-cement and the elastic moduli of soils of pile side and pile tip influence ultimate bearing capacity of the composite pile; and the elastic modulus of soil-cement can be ignored. Existing formulas of ultimate bearing capacity can’t work for mechanical characters of the new composite pile well. So, by combining theoretical analysis and compressive mechanism, a new formula of ultimate bearing capacity considering nodular influence coefficient is proposed; and its validity is verified by field tests.

Key words: new bored grouting PHC nodular pile, ABAQUS simulation, simplified model, ultimate bearing capacity, nodular influence coefficient, nodular space

中图分类号: 

  • TU 473
[1] 穆锐, 浦少云, 黄质宏, 李永辉, 郑培鑫, 刘 旸, 刘 泽, 郑红超, . 土岩组合岩体中抗拔桩极限承载力的确定[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2825-2837.
[2] 王冬勇, 陈曦, 于玉贞, 吕彦楠, . 基于二阶锥规划有限元增量加载法的条形浅基础极限承载力分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4890-4896.
[3] 冯君, 王洋, 张俞峰, 黄林, 何长江, 吴红刚, . 玄武岩纤维与钢筋锚杆锚固性能现场对比试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4185-4193.
[4] 宗钟凌,鲁先龙,李青松,. 静压钢管注浆微型桩抗压与抗拔对比试验研究[J]. , 2018, 39(S1): 362-368.
[5] 尹君凡,雷 勇,陈秋南,刘一新,邓加政,. 偏心荷载下溶洞顶板冲切破坏上限分析[J]. , 2018, 39(8): 2837-2843.
[6] 曹文贵,谭建辉,胡卫东, . 水平加筋地基极限承载力的极限上限分析法[J]. , 2018, 39(6): 1955-1962.
[7] 李 泽,刘 毅,周 宇,王均星,. 基于混合离散的砌石挡土墙边坡极限承载力下限分析[J]. , 2018, 39(3): 1100-1108.
[8] 孔纲强,彭怀风,朱 希,顾红伟,周立朵,. 水平荷载下纵截面异形桩承载特性试验[J]. , 2018, 39(1): 229-236.
[9] 雷 勇,尹君凡,陈秋南,杨 威,. 基于极限分析法的溶洞顶板极限承载力研究[J]. , 2017, 38(7): 1926-1932.
[10] 纠永志,祝彦知,. 开挖条件下非均质地基中单桩竖向承载特性非线性分析[J]. , 2017, 38(6): 1666-1674.
[11] 孔纲强 ,顾红伟,车 平,任连伟,彭怀风,. 桩侧截面形式对扩底桩竖向抗压特性影响分析[J]. , 2017, 38(2): 361-367.
[12] 谢新宇,韩冬冬,黄 利,王忠瑾,刘开富,. 粗糙条形基础极限承载力系数Nγ的计算[J]. , 2016, 37(S1): 209-214.
[13] 苏芳眉,刘海笑,李 洲. 基于耦合欧拉-拉格朗日法的锚板在黏土中的极限承载力数值分析[J]. , 2016, 37(9): 2728-2736.
[14] 高 昂,张孟喜,朱华超,姜圣卫,. 循环荷载及静载下土工格室加筋路堤模型试验研究[J]. , 2016, 37(7): 1921-1928.
[15] 郑 刚,周海祚,程雪松,刘景锦,郑帅群, . 砂-黏土双层地基极限承载力的数值研究[J]. , 2016, 37(5): 1475-1485.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 李英勇,张顶立,张宏博,宋修广. 边坡加固中预应力锚索失效机制与失效效应研究[J]. , 2010, 31(1): 144 -150 .
[2] 李 晶,缪林昌,钟建驰,冯兆祥. EPS颗粒混合轻质土反复荷载下变形和阻尼特性[J]. , 2010, 31(6): 1769 -1775 .
[3] 梁健伟,房营光,谷任国. 极细颗粒黏土渗流的微电场效应分析[J]. , 2010, 31(10): 3043 -3050 .
[4] 王丽艳,姜朋明,刘汉龙. 砂性地基中防波堤地震残余变形机制分析与液化度预测法[J]. , 2010, 31(11): 3556 -3562 .
[5] 李秀珍,王成华,邓宏艳. DDA法和Fisher判别法在潜在滑坡判识中的应用比较[J]. , 2011, 32(1): 186 -192 .
[6] 吉武军. 黄土隧道工程问题调查分析[J]. , 2009, 30(S2): 387 -390 .
[7] 陈力华 ,林 志 ,李星平. 公路隧道中系统锚杆的功效研究[J]. , 2011, 32(6): 1843 -1848 .
[8] 陈立文,孙德安. 不同应力路径下水土耦合超固结黏土分叉分析[J]. , 2011, 32(10): 2922 -2928 .
[9] 郑 刚 张立明 刁 钰. 开挖条件下坑底工程桩工作性状及沉降计算分析[J]. , 2011, 32(10): 3089 -3096 .
[10] 赵明华,雷 勇,张 锐. 岩溶区桩基冲切破坏模式及安全厚度研究[J]. , 2012, 33(2): 524 -530 .