›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (4): 973-980.doi: 10.16285/j.rsm.2016.04.009

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

黏土中两种不同直径单桩水平循环加载模型试验与分析

俞 剑1, 2,黄茂松1, 2,张陈蓉1, 2   

  1. 1. 同济大学 地下建筑与工程系,上海 200092;2. 同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室,上海 200092
  • 收稿日期:2014-07-18 出版日期:2016-04-11 发布日期:2018-06-09
  • 通讯作者: 张陈蓉,女,1982年生,讲师,主要从事桩基工程方面的科研和教学工作。E-mail: zcrong33@tongji.edu.cn E-mail:002yujian@tongji.edu.cn
  • 作者简介:俞剑,男,1987年生,博士,主要从事桩基工程方面的科研工作。
  • 基金资助:

    国家973计划课题(No. 2013CB036304);国家自然科学基金项目(No. 51378392);教育部博士点基金项目(No. 20110072110008)。

Model tests and analysis of single piles with two different diameters subjected to cyclic lateral loadings in clay

YU Jian1, 2,HUANG Mao-song1, 2,ZHANG Chen-rong1, 2   

  1. 1. Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; 2. Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 200092, China
  • Received:2014-07-18 Online:2016-04-11 Published:2018-06-09
  • Supported by:

    This work was supported by the 973 Program of China (2013CB036304), National Natural Science Foundation of China (NSFC) (51378392) and The Ph.D. Programs Foundation of Ministry of Education of China (20110072110008).

摘要: 为探讨海上风机在风、浪等水平往复循环荷载下大直径单桩基础的循环弱化特性,设计了稳定输出长期循环荷载的机械加载装置,开展了软黏土中长期水平循环荷载下海上风电大直径单桩基础和传统长桩基础的模型试验对比研究。根据API给出的骨干曲线和Masing二倍准则构建循环荷载下的p-y(荷载-位移)曲线,并借鉴前人工作,采用累积塑性应变描述软黏土的不排水抗剪强度弱化,提出了分析大周数水平循环荷载下单桩基础循环弱化的理论方法。该方法将循环荷载次数、幅值等外界条件与桩周土体的循环弱化特性建立联系,以适应海洋环境复杂多变的水平循环荷载形式。通过模型试验和理论研究认为,大直径单桩基础因刚度较大,在同样的水平力循环荷载条件下,其抵抗循环荷载的能力明显优于传统长桩。在海上风机大直径单桩的设计中采用基于黏土残余强度的循环后稳定水平承载力更为合理。

关键词: 大直径单桩, 循环荷载, 循环弱化, 海上风机, 模型试验, 塑性剪切应变

Abstract: Model tests are carried out on the large-diameter single pile and the conventional long pile under lateral cyclic loads in clay, which aims to investigate the behavior of pile foundations of offshore wind turbines under the action of cyclic loads from wind and wave. Based on the backbone by API and Masing rules, a cyclic p-y curve is formed, where p is load and y is displacement. The method is presented to calculate the cyclic degradation of a pile subjected to lateral cyclic loading, using a typical clay model in the literature, which modifies the undrained shear strength by accumulated absolute plastic shear strain. By relating cycle numbers and cyclic amplitudes of lateral load to the cyclic degradation of soil around pile, the method can consider various types of lateral cyclic load in offshore projects. The results by model tests and theoretical calculations demonstrate that, under the same cyclic load, the cyclic resistance capacity of a large-diameter single pile with larger stiffness is better than that of a conventional long pile. For the design of a large-diameter single pile foundation of the offshore wind turbine, it is more rational to consider the post cyclic lateral capacity of the foundation with the residual strength of clay.

Key words: large-diameter single pile, cyclic load, cyclic degradation, offshore wind turbine, model test, plastic shear strain

中图分类号: 

  • TD 853.34

[1] 徐刚, 张春会, 于永江, . 综放工作面覆岩破断和压架的试验研究及预测模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 106-114.
[2] 张磊, 海维深, 甘浩, 曹卫平, 王铁行, . 水平与上拔组合荷载下柔性单桩 承载特性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2261-2270.
[3] 黄巍, 肖维民, 田梦婷, 张林浩, . 不规则柱状节理岩体力学特性模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2349-2359.
[4] 邹新军, 曹雄, 周长林, . 砂土地基中受水流影响的竖向力−水平力联合 受荷桩承载特性模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1855-1864.
[5] 程永辉, 胡胜刚, 王汉武, 张成. 深埋砂层旁压特征参数的深度效应研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1881-1886.
[6] 史林肯, 周辉, 宋明, 卢景景, 张传庆, 路新景, . 深部复合地层TBM开挖扰动模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1933-1943.
[7] 宁奕冰, 唐辉明, 张勃成, 申培武, 章广成, 夏丁, . 基于正交设计的岩石相似材料配比研究及 底摩擦物理模型试验应用[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 2009-2020.
[8] 蒲诃夫, 潘友富, KHOTEJA Dibangar, 周洋. 絮凝-水平真空两段式脱水法处理高 含水率疏浚淤泥模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1502-1509.
[9] 张升, 高峰, 陈琪磊, 盛岱超, . 砂-粉土混合料在列车荷载作用下 细颗粒迁移机制试验[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1591-1598.
[10] 李潇旋, 李涛, 李舰, 张涛. 循环荷载下非饱和结构性黏土的弹塑性双面模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1153-1160.
[11] 刘功勋, 李威, 洪国军, 张坤勇, CHEN Xiu-han, 施绍刚, RUTTEN Tom. 大比尺切削模型试验条件下砂岩破坏特征研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1211-1218.
[12] 李宗泽, 姜德义, 范金洋, 陈 结, 刘 伟, 吴 斐, 杜 超, 康燕飞. 盐岩三轴间隔疲劳特性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1305-1312.
[13] 汤明高, 李松林, 许 强, 龚正峰, 祝 权, 魏 勇. 基于离心模型试验的库岸滑坡变形特征研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 755-764.
[14] 宋丁豹, 蒲诃夫, 陈保国, 孟庆达, . 高填方减载式刚性涵洞受力特性模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 823-830.
[15] 米博, 项彦勇, . 砂土地层浅埋盾构隧道开挖渗流稳定性的 模型试验和计算研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 837-848.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!