岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (9): 2980-2994.doi: 10.16285/j.rsm.2024.1361CSTR: 32223.14.j.rsm.2024.1361
王长虹,蔡德雍,胡子轩,杨天笑
WANG Chang-hong, CAI De-yong, HU Zi-xuan, YANG Tian-xiao
摘要: 随着城市化进程中地下空间开发及抗浮问题的凸显,抗拔桩在东南沿海等高水位黏性土地区的应用日益广泛,然而常规钻孔施工工艺面临诸多挑战,如泥皮效应导致桩侧阻力难以达标、扩底成孔困难等。为此,提出考虑扰动效应的束浆挤扩桩抗拔承载力计算方法。以上海第⑤1层灰色黏土为对象,建立黏土和砂的弹塑性扰动状态(clay and sand elastic-plastic-disturbed state concept,简称CASM-DSC)模型,精确模拟桩周地基土力学特性。通过用户自定义材料本构(user-defined material mechanical behavior,简称UMAT)子程序,开展数值模拟,分析桩周地基土及挤扩尺寸的扰动效应。修正前期研究的束浆挤扩钢管桩抗拔简化计算方法。结果表明,钻孔开挖显著削弱黏性土的侧阻力,影响桩−土界面的力学性能,扰动系数和范围对地基土应力状态呈二次曲线和线性折减关系。在不同的挤扩长度下,模型桩的极限抗拔承载力随长度增加呈“V”字型特点,且挤扩工艺可改变桩侧受力面积与轴力分布。通过上海徐汇滨江地块的现场试验,验证了简化计算方法的有效性与适用性,其计算误差控制在15%以内,为桩基础工程设计提供了可靠的理论支持与实用计算方法。
中图分类号: TU473| [1] | 王长虹, 杨天笑, 马铖涛, 沈洋. 束浆挤扩钢管桩竖向抗拔承载力计算方法[J]. 岩土力学, 2024, 45(3): 846-856. |
| [2] | 朱鸿鹄, 高宇新, 李元海, 倪钰菲, . 土工格栅加筋砂土中水平锚板抗拔特性试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(5): 1207-1214. |
| [3] | 周航, 余昊, 曾少华, . 饱和黏土中螺旋桩安装效应对抗拔承载力影响 的试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(12): 3249-3258. |
| [4] | 肖飞, 孔令伟, 刘观仕, 冯衡, 董义义, 曾二贤, . 中密风积沙地层金属装配式基础抗拔模型试 验与承载力改进计算方法[J]. 岩土力学, 2022, 43(1): 65-75. |
| [5] | 刘志鹏, 孔纲强, 文磊, 王志华, 秦红玉, . 砂土地基中倾斜螺旋桩群桩上拔与水平 承载特性模型试验[J]. 岩土力学, 2021, 42(7): 1944-1950. |
| [6] | 孙增春, 郭浩天, 刘汉龙, 吴焕然, 肖杨, . 基于扰动状态概念的饱和黏土热弹塑性本构模型[J]. 岩土力学, 2021, 42(5): 1325-1334. |
| [7] | 李青松, 文磊, 孔纲强, 高洪梅, 申志福, . 基于孔扩张理论的螺旋桩抗拔承载力计算分析[J]. 岩土力学, 2021, 42(4): 1088-1094. |
| [8] | 戴国亮, 朱文波, 郭晶, 龚维明, 赵学亮, . 软黏土中吸力式沉箱基础竖向抗拔承载 特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 119-126. |
| [9] | 王钦科, 马建林, 陈文龙, 杨彦鑫, 胡中波, . 上覆土嵌岩扩底桩抗拔承载特性离心 模型试验及计算方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3405-3415. |
| [10] | 李瑞山, 袁晓铭. 成层场地基本周期简化计算方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3227-3235. |
| [11] | 邹远晶, 韦昌富, 陈合龙, 周家作, 万义钊, . 基于扰动状态概念的含水合物土弹塑性模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2653-2662. |
| [12] | 周同和, 郜新军, 郭院成, 孙轶斌, . 下部扩大段复合桩抗拔承载力设计方法与试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3778-3782. |
| [13] | 熊晓荣,汤 华,廖明进,尹小涛,王东英, . 隧道锚“楔形效应”的室内模型试验研究[J]. , 2018, 39(S1): 181-190. |
| [14] | 黄 明,张冰淇,陈福全,许德祥,. 基于扰动状态概念的桩–土相互作用的新荷载渐进性传递模型[J]. , 2017, 38(S1): 167-172. |
| [15] | 张永杰,夏旖琪,冯夏庭,王桂尧,. 陡坡段双桩-柱基础简化计算方法及影响因素分析[J]. , 2017, 38(6): 1705-1715. |
|
||