岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (1): 232-240.doi: 10.16285/j.rsm.2022.0275

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

黏土中超大直径钢管桩内侧摩阻力研究

刘润,尹瑞龙,梁超,陈广思   

  1. 天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津 300072
  • 收稿日期:2022-03-08 接受日期:2022-06-21 出版日期:2023-01-16 发布日期:2023-01-13
  • 通讯作者: 梁超,男,1989年生,博士,助理研究员,主要从事海洋结构物与土体相互作用研究。E-mail: liangchao@tju.edu.cn E-mail:liurun@tju.edu.cn
  • 作者简介:刘润,女,1974年生,博士,教授,主要从事海洋结构与地基耦合作用研究。
  • 基金资助:
    国家杰出青年科学基金(No. 51825904)

Inner frictional resistance of super-large diameter steel pipe pile in clay

LIU Run, YIN Rui-long, LIANG Chao, CHEN Guang-si   

  1. State Key Laboratory of Hydraulic Engineering Simulation and Safety, Tianjin University, Tianjin 300072, China
  • Received:2022-03-08 Accepted:2022-06-21 Online:2023-01-16 Published:2023-01-13
  • Supported by:
    This work was supported by the Natural Science Foundation for Distinguished Young Scholars of China (51825904).

摘要: 随着当前海上风电装机容量逐渐增加,超大直径钢管桩基础得到了广泛应用。桩径的增加改变了桩−土相互作用模式,现行规范中钢管桩内侧摩阻力计算方法的适用性有待商榷。通过离心模型试验,采用双壁板桩和管桩模型揭示了黏土中有限范围土压力与不同桩径的内侧摩阻力发挥规律;采用有限元数值分析方法,开展了内侧摩阻力发挥规律的影响因素分析,建立了钢管桩内侧摩阻力计算方法,并与离心机试验结果进行了对比验证。结果表明:随着桩径增大,桩内壁土压力增大,内侧摩阻力也随之增大,并沿桩深呈指数型分布,其发挥范围为距桩端5倍桩径以内;提出的钢管桩内壁侧摩阻力计算方法与离心机试验结果吻合良好。

关键词: 黏土, 超大直径钢管桩, 内侧摩阻力, 离心机试验

Abstract: With the increasing of current installed capacity of offshore wind power, super-large diameter steel pipe pile foundation has been widely used. The increase of pile diameter changes the pile-soil interaction mode, thus the applicability of the method for calculating inner frictional resistance of steel pipe piles in the current code is open to question. In this study, centrifugal model tests are carried out to reveal the behavior of earth pressure and internal frictional resistance in clay with different pile diameters by using double-walled pile and pipe pile models. By using finite element numerical analysis method, the factors influencing the inner frictional resistance are analyzed, and a method for calculation of inner frictional resistance of steel pipe piles is developed. The proposed method is verified by comparison with the centrifuge test results. The results show that, with the increase of pile diameter, the inner wall earth pressure increases, and the inner frictional resistance also increases. The inner frictional resistance is exponentially distributed along the pile depth, and it is available within 5 times the pile diameter from the pile tip. The proposed calculation method of inner wall frictional resistance is found to be in good agreement with centrifuge test results.

Key words: clay, super-large diameter steel pipe pile, inner frictional resistance, centrifuge test

中图分类号: TU 473
[1] 段书苏, 候志强, 王志佳, 胡俊, 张友良, 张建经. D-山梨醇对微生物诱导碳酸钙沉积作用效果及加固红黏土试验研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(S1): 238-248.
[2] 曹祎, 荣传新, 王衍森, 常磊, 王彬, . 冻结钙质黏土复杂应力路径下的力学响应及本构模型研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(7): 2071-2084.
[3] 吴青钱, 石露, 李小春, 白冰, . 水/超临界CO2对低黏土含量砂岩力学性质影响的试验研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(5): 1442-1454.
[4] 王梦洁, 张莎莎, 杨晓华, 张超, 晏长根, . 循环荷载作用下漫灌区粉质黏土的动力特性研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(4): 1215-1227.
[5] 周波翰, 张文利, 王栋. 球形贯入仪预测超固结土强度的数值研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(4): 1303-1309.
[6] 杨明云, 陈川, 赖莹, 陈云敏. 串联锚在黏土中的三向受荷承载力分析[J]. 岩土力学, 2025, 46(2): 582-590.
[7] 刘润, 许泽伟, 陈广思, 梁超. 饱和软黏土中回型沉垫基础竖向承载特性研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(2): 381-388.
[8] 徐斌, 陈柯好, 庞锐, . 超固结黏土的剪胀方程及边界面模型[J]. 岩土力学, 2025, 46(2): 449-456.
[9] KOCHARYAN Gevorg, OSTAPCHUK Alexey, SHATUNOV Ivan, 戚承志. 含黏土断层滑动行为稳定性[J]. 岩土力学, 2025, 46(11): 3513-3522.
[10] 娄旭龙, 张泽瑞, 孔德琼, 陈星潮, 朱斌, . 深海重型管道管土相互作用大变形极限分析[J]. 岩土力学, 2025, 46(10): 3234-3242.
[11] 李世昌, 李剑, 余飞, 耿赟, 杨奇志, 王江琛, . 峰前等剪应力幅值下黏土−混凝土接触面小变形特性分析[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 208-216.
[12] 冉宇玲, 张文博, 柏巍, 孔令伟, 周丽娜, 樊恒辉, . 基于孔内剪切试验的游离氧化铁对红黏土抗剪强度影响研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(9): 2573-2582.
[13] 王立安, 余云燕, 任新, 陈辉, . 循环荷载作用下分数阶饱和黏土地基的动力固结分析[J]. 岩土力学, 2024, 45(8): 2279-2289.
[14] 高鲁超, 戴国亮, 张继生, 万志辉, 姚中原, 王洋, . 软黏土大直径单桩水平循环加载离心机模型试验[J]. 岩土力学, 2024, 45(8): 2411-2420.
[15] 柳伟, 徐长节, 杜昊东, 朱怀龙, 王长虹, . 基于修正统一硬化模型的超固结非饱和红黏土边坡稳定分析[J]. 岩土力学, 2024, 45(4): 1233-1241.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!