›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (S1): 162-166.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

颗粒图像测速技术在桩基负摩阻力模型试验中的运用

黄 挺1, 2,戴国亮2,龚维明2,郑金海1,徐国平3   

  1. 1. 河海大学 港口海岸与近海工程学院, 南京 210098;2. 东南大学 土木工程学院, 南京 210096; 3. 中交公路规划设计院有限公司, 北京 100010
  • 收稿日期:2013-01-06 出版日期:2013-08-30 发布日期:2014-06-09
  • 作者简介:黄挺,男,1983年生,博士,讲师,主要从事地基基础方面的研究。
  • 基金资助:

    国家科技支撑计划项目资助(No.2011BAG07B01);中央高校基本科研业务费专项基金资助(No.2013B03214)。

Application of particle image velocimetry to model test of negative skin friction on pile

HUANG Ting1, 2,DAI Guo-liang2,GONG Wei-ming2,ZHENG Jin-hai1,XU Guo-ping3   

  1. 1. College of Harbour, Coastal and Offshore Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China; 2. School of Civil Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, China; 3. CCCC Highway Consultants Co., Ltd., Beijing 100088, China
  • Received:2013-01-06 Online:2013-08-30 Published:2014-06-09

摘要: 在桩基负摩阻力的研究中桩土位移需重点关注。作为一种成熟的流场测试手段,颗粒图像测速(paticle image velocimetry, PIV)技术已逐步推广至岩土研究领域,将该技术运用至桩基负摩阻力模型试验,可以弥补传统位移测试方法无法获得位移场分布等缺点。基于试验特点,设计由钢板和有机玻璃壁组成的试验箱,采用千斤顶配合置于土表的载荷板实现对土体加载。试验中,对不同土表超载作用下的土体分层沉降、桩身沉降及轴力进行测定,采用PIV技术对桩端处砂土的位移场实施了采样分析。试验表明,PIV所测位移数值与传统方法测得值吻合较好,PIV分析结果能够直观反映桩基受负摩阻力作用而产生的附加沉降;并且可以判断桩端沉降的影响范围,深度方向基本不超过1.75D(D为直径),水平方向则基本在桩底边界范围内。最后,总结了PIV技术在模型试验中的运用,提出了几点在今后试验中可待改进的地方。

关键词: 颗粒图像测速, 桩, 负摩阻力, 模型试验, 中性点, 轴力, 位移

Abstract: In the research on negative skin friction on pile, the pile-soil displacement is the key point concerned. As a mature flow test technique, the particle image velocimetry(PIV) is gradually used in the field of geotechnical tests. By applying PIV technology in the model test of negative skin friction on pile, some defects of traditional displacement measuring technique, such as cannot obtain displacement field, will be improved. Aiming at the characteristics of test, a testing box was designed which included steel plates and organic glass plate. The soil surface load was simulated by jack and load board. Settlement of each soil layer, settlement of pile and axial force were measured in the test; and the displacement field around the pile base was measured by PIV technology under various stages of heaped loads. The test results show that the settlement measured by PIV technology is consistent with the settlement measured by traditional technology. The results of PIV analysis can intuitively reflect the additional settlement caused by the negative skin friction on pile. In addition, influence scope of soil displacement caused by the settlement of pile is analyzed. The analysis results show that the vertical influence scope is about 1.75D (Disdiameter) and the horizontal influence scope is no more than 1 D. At last, a summary is made about the application of PIV technology to this model test, and some issues for future study are put forward.

Key words: particle image velocimetry(PIV), pile, negative skin friction, model test, neutral point, axial force, displacement

中图分类号: 

  • TU473
[1] 宋义敏, 张 悦, 许海亮, 王亚飞, 贺志杰. 基于非均匀特征的岩石蠕滑与黏滑变形演化研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 363-371.
[2] 王国辉, 陈文化, 聂庆科, 陈军红, 范晖红, 张川, . 深厚淤泥质土中基坑开挖对基桩 影响的离心模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 399-407.
[3] 陈贺, 张玉芳, 张新民, 魏少伟, . 高压注浆钢花管微型桩抗滑特性 足尺模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 428-436.
[4] 吴琪, 丁选明, 陈志雄, 陈育民, 彭宇, . 不同地震动强度下珊瑚礁砂地基中桩-土-结构 地震响应试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 571-580.
[5] 黄宇华, 徐林荣, 周俊杰, 蔡雨, . 基于改进Terzarghi方法的桩网地基桩土应力计算[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 667-675.
[6] 邓涛, 林聪煜, 柳志鹏, 黄明, 陈文菁, . 大位移条件下水平受荷单桩的简明弹塑性计算方法[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 95-102.
[7] 覃玉兰, 邹新军, 曹雄. 均质砂土中水平简谐荷载与扭矩联合 受荷单桩内力、位移分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 147-156.
[8] 孙来宾, 肖世国, . 抗滑桩受荷段前侧有限范围地层的 地基抗力系数取值方法[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 278-284.
[9] 王忠凯, 徐光黎. 盾构掘进、离开施工阶段对地表变形的 影响范围及量化预测[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 285-294.
[10] 雷华阳, 胡垚, 雷尚华, 祁子洋, 许英刚, . 增压式真空预压加固吹填超软土微观结构特征分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 32-40.
[11] 于一帆, 王平, 王会娟, 许书雅, 郭海涛, . 堆积层滑坡地震动力响应的物理模型试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 172-180.
[12] 秦伟, 戴国亮, 马李志, 裴铭海, 王磊, 朱光耀, 高博, . 珊瑚礁地层中PHC桩原位静载试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 381-389.
[13] 叶观宝, 郑文强, 张 振, . 大面积填土场地中摩擦型桩负摩阻力分布特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 440-448.
[14] 谢芸菲, 迟世春, 周雄雄, . 复杂环境中大规模桩筏基础的优化设计方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 486-493.
[15] 王体强, 王永志, 袁晓铭, 汤兆光, 王海, 段雪锋. 基于振动台试验的加速度积分位移方法可靠性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 565-573.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 孙树林,李 方,谌 军. 掺石灰黏土电阻率试验研究[J]. , 2010, 31(1): 51 -55 .
[2] 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 .
[3] 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 .
[4] 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 .
[5] 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 .
[6] 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 .
[7] 吉武军. 黄土隧道工程问题调查分析[J]. , 2009, 30(S2): 387 -390 .
[8] 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 .
[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 .