岩土力学 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (9): 2707-2718.doi: 10.16285/j.rsm.2023.1559

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于粒子图像测速技术的节状地下连续墙变形特性与破坏模式研究

吴九江1, 2,肖琳1,王丽娟3,张祎1   

  1. 1. 西南科技大学 土木工程与建筑学院,四川 绵阳 621010;2. 西安大略大学 岩土工程研究中心,加拿大 伦敦; 3. 成都理工大学 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川 成都 610059
  • 收稿日期:2023-10-16 接受日期:2023-12-25 出版日期:2024-09-06 发布日期:2024-09-03
  • 作者简介:吴九江,男,1988年生,博士,副教授,博士生导师,从事地质工程与岩土工程方面的研究。E-mail: wujiujiang1988@126.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(No.42007247);国家科技部外专项目(No.DL2023036001L);四川省自然科学基金(No.2022NSFSC1151);四川省住房城乡建设领域科技创新课题(No.SCJSKJ2022-09);工程材料与结构冲击振动四川省重点实验室开放基金(No.20kfgk08)。

Deformation characteristics and failure modes of nodular diaphragm walls based on particle image velocimetry technology

WU Jiu-jiang1, 2, XIAO Lin1, WANG Li-juan3, ZHANG Yi1   

  1. 1. School of Civil Engineering and Architecture, Southwest University of Science and Technology, Mianyang, Sichuan 621010, China; 2. Geotechnical Research Centre, Western University, London, Canada; 3. State Key Laboratory of GeoHazrd Prevention and GeoEnvironmrnt Protection, Chengdu University of Technology, Chengdu, Sichuan 610059, China
  • Received:2023-10-16 Accepted:2023-12-25 Online:2024-09-06 Published:2024-09-03
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (42007247); the Foreign Specialist Project of Ministry of Science and Technology (DL2023036001L); the Natural Science Foundation of Sichuan Province (2022NSFSC1151); the Science and Technology Innovation Project of Housing Urban-Rural Construction in Sichuan Province (SCJSKJ2022-09) and the Sichuan Provincial Key Laboratory of Impact and Vibration of Engineering Materials and Structures Open Fund (20kfgk08).

摘要: 节状地下连续墙(简称节状墙)是一种新型的地基基础形式,具备良好的工程特性,相对于传统地下连续墙而言,由于节部的存在,其抗拔承载力得到了有效地提升。目前,节状墙的应用及研究尚处于起步阶段,其变形特性与破坏模式亟待摸清。通过室内模型试验辅以粒子图像测速(particle image velocimetry,简称PIV)技术对节状墙基础竖向受拉下的位移和破坏形态开展了分析,研究结果表明:端部与中部节的设置扩大了深部与浅部土体的影响范围,多部节的设置相对于单部节有利于调动更广范围的土体。节状墙的破坏模式包括垂直滑移面、倒金字塔状或正切曲线和花瓶状曲线(即曲线滑移面)相连接的滑移面。总体而言,与抗拔桩相比,节状墙的抗拔破坏面受到节部数量和位置的影响而表现为复合型,且部分滑移面的走向与土体内摩擦角有关。

关键词: 节状地下连续墙, 粒子图像测速技术, 变形与破坏模式, 节部, 模型试验

Abstract: Nodular diaphragm wall (NDW) is a novel foundation type with favorable engineering characteristics. In contrast to traditional diaphragm walls, the vertical bearing capacity of NDW is significantly enhanced by the existence of nodular sections. Currently, the application and research of NDW are limited, and further clarification is needed regarding its deformation properties and failure modes. This study employs particle image velocimetry (PIV) technology to analyze the displacement and failure mechanisms of the foundation under vertical uplift. The findings indicate that positioning end and middle nodular sections extend the influence range to both deep and shallow soil layers, while multiple nodular sections facilitate in mobilizing broader spectrum of soil. The failure pattens of NDW involve interconnected sliding planes, including vertical sliding planes, inverted pyramid-shaped, or tangent curves, and vase-shaped curves (referred to as curve sliding planes). Overall, compared to pile foundations, the failure surfaces of the retaining wall exhibit complexity, influenced by the number and arrangement of sections, with certain sliding plane orientations correlated with the soil’s internal friction angle.

Key words: nodular diaphragm wall, particle image velocimetry (PIV) technology, deformation and failure mode, nodular part, model test

中图分类号: TU470
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