岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (6): 1897-1906.doi: 10.16285/j.rsm.2024.1100CSTR: 32223.14.j.rsm.2024.1100

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考虑土体流变的新旧混合群桩变刚度调平研究

崔纪飞1,吴祯祯1,李林2,饶平平1   

  1. 1. 上海理工大学 土木工程系,上海 200093;2. 长安大学 公路学院,陕西 西安 710064
  • 收稿日期:2024-09-06 接受日期:2024-11-18 出版日期:2025-06-11 发布日期:2025-06-10
  • 通讯作者: 李林,男,1986年生,博士,副教授,主要从事桩基承载性能时效性研究。E-mail: 342744542@qq.com
  • 作者简介:崔纪飞,男,1991年生,博士,副教授,主要从事城市更新过程中旧桩再利用研究。E-mail: cuijifei@usst.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No.52108328,No.52108297);上海市建筑建材业科研项目(沪建科-005-004)

Variable stiffness leveling of old and new pile groups considering soil creep

CUI Ji-fei1, WU Zhen-zhen1, LI Lin2, RAO Ping-ping1   

  1. 1. Department of Civil Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China; 2. School of Highway, Chang’an University, Xi’an, Shaanxi 710064, China
  • Received:2024-09-06 Accepted:2024-11-18 Online:2025-06-11 Published:2025-06-10
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (52108328, 52108297) and the Shanghai Construction and Building Materials Industry Research Project (HJK-005-004).

摘要: 与新桩共同承载,形成新旧混合群桩基础是处理场地旧桩的有效方法。基于黏弹塑性模型,分析了旧桩长期服役过程中桩周土体的力学性质演化,并引入拟似超固结比表征土体剪切模量随时间的变化规律。引入桩间相互作用系数,建立不等长新旧群桩基础相互作用模型,提出新旧桩变刚度调平设计方法,并通过与有限元分析结果对比,验证了该方法的有效性。结果表明:旧桩服役30 a后,土体流变使孔隙比减少了10.5%,剪切模量增大至原来的3.04倍;原位超固结比的增加、次固结指数的减小和流变时间的增加都会使调平所需桩长增加;新桩桩长从30 m增加至37.8 m的过程中,短桩对长桩的相互作用减小,沉降差由2.07 cm减小至0.09 cm。

关键词: 新旧混合群桩, 流变, 差异沉降, 变刚度调平, 相互作用

Abstract: The formation of a mixed pile foundation, integrating new and existing piles, is an effective approach for reusing old piles. Based on an elasto-viscoplastic model, this study analyzes the evolution of mechanical properties of the soil surrounding piles during long-term service, and introduces the quasi-overconsolidation ratio to characterize changes in soil shear modulus. By introducing a pile interaction coefficient, we establish an interaction model for old and new pile foundations of different lengths and propose a variable stiffness leveling design method for mixed-pile systems. Furthermore, the effectiveness of this method is verified through comparison with finite element analysis results. Findings indicate that after 30 years of service, the void ratio of soil around old piles reduces by 10.5%, and the shear modulus increases to 3.04 times the initial value due to creep. In addition, increases in the in-situ overconsolidation ratio, decreases in the secondary consolidation index, and prolonged creep time necessitate greater pile lengths during leveling. When the length of new piles increases from 30 m to 37.8 m, the interaction between short piles and long piles decreases, and the settlement difference decreases from 2.07 cm to 0.09 cm.

Key words: new and old pile groups, creep, differential settlement, variable stiffness leveling, interaction

中图分类号: TU473.1
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