表观抗剪强度法分析路基复合地基桩身混凝土破坏

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1、学兔兔www.xuetutu.com2015年第6期广东公路交通GuangDongGongLuJiaoTong总第141期文章编号：1671—7619(2015)06—0034—05表观抗剪强度法分析路基复合地基桩身混凝土破坏苗德山，刘吉福。，石志兵(1．广东交通实业投资有限公司，广州510623；2．中国铁建港航局集团勘察设计院有限公司，广州511442；3．广州大学土木工程学院，广州510006)摘要：通过离心模型试验得到复合地基路基滑动面和桩身水平土压力，进而得到潜在滑动面上桩身混凝土先沿潜在滑动面之外的方向破坏的结论，并提出桩身混凝土表观抗剪强度的概念，可以利用混凝土表观抗剪强度分析

2、桩身混凝土是否破坏。基于潜在滑动面上桩身混凝土应力分析，分别根据最大拉应力强度准则和莫尔强度准则推导得到桩身混凝土表观抗剪强度计算公式。分析表明桩身混凝土表观抗剪强度大于混凝土抗拉强度、远小于抗压强度的0．5倍。关键词：路堤；混凝土桩；表观抗剪强度；整体滑动；莫尔强度准则；抗拉强度中图分类号：U416．1文献标识码：B0引言强度分析桩身混凝土破坏。路堤高度大、软基深厚、工期紧、工后沉降1桩间土对混凝土桩的剪切力要求严格的软土地基路基通常采用CFG桩、薄图1中Case6、Case9分别是坡脚设置单排管壁筒桩、管桩等混凝土桩复合地基¨j。混凝桩、全断面设置管桩时路基离心模型滑动面_8J，土桩复合

3、地基桩问土承担一定荷载，混凝土桩M5是CFG桩复合地基路基模型滑动面。试验内侧承受的桩间土水平土压力大于外侧，混表明：凝土桩可能发生倾斜、受弯断裂，桩身混凝土可(1)整个滑动面由3～4段直线组成，边坡及能剪切破坏、拉裂破坏。虽然桩身混凝土剪断、其附近滑动面接近水平，滑动面前、后两段分别接拉裂不一定导致路基滑塌，但是工程建设等单近于被动区和主动区。位不但不会容许路基滑塌，也不会容许混凝土(2)边坡及其附近软土地基水平位移最大，滑桩、桩身混凝土破坏，因此采用混凝土桩复合地动面最明显且出现得最早。基的路基不但需要分析路基绕流滑动稳定性和图2是离心模型试验得到的边坡范围内管桩路基整体滑动稳定性，而且

4、需要验算混凝土内、外两侧水平土压力差J。水平土压力差随着桩的倾斜破坏、弯曲破坏及桩身混凝土的剪切路堤高度的增大而增大。该水平土压力差必然在破坏、拉裂破坏等。滑动面处对混凝土桩产生较大的剪切力，该剪切对路基复合地基桩身混凝土破坏多采用有限力方向基本平行下卧硬土层。元、边界元等数值分析方法验算J。由于常规工在主动土压力区，在桩土作用力和桩间土自程勘察报告中很难提供数值分析所需要的计算参重的共同作用下，桩间土沿滑动面的剩余下滑力数，这些方法难以在工程实践中推广应用。对滑动面上混凝土桩产生剪切力。在对路堤下混凝土桩受力分析的基础上得到因此，不论滑动面中部还是主动土压力区，桩桩身混凝土首先沿潜在滑动面

5、以外的方向破坏的问土对潜在滑动面处桩都产生剪切力，且剪切力结论，提出表观抗剪强度的概念，并利用表观抗剪平行于潜在滑动面。基金项目：广东省交通运输厅科技项目(编号：2012—02—013)作者简介：苗德山(1972一)，男，江西南昌人，高级工程师，从事公路工程建设管理工作。E-mail：617067152@qq．corn·34·学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com2015年第6期广东公路交通总第141期桩间土对潜在滑动面处桩身的剪切力在混凝图5(A)对应的应力圆为图8中的小圆，图5土单元B上产生剪应力。对应图5(C)所示的(D)对应的应力点为图8中的a、b，

6、以a、b两点作应力状态，将图5(B)和图5(C)叠加可得到单元B为直径两端点的应力圆为图8中的大圆，该应力的应力状态，见图5(D)。图6(D)对应图6中的圆与混凝土强度包络线相切时单元B受剪破a、b应力点，以a、b为直径两端点的应力圆为图6坏j。很显然，单元B破坏方向与滑动面方向不中的大圆。当达到一定数值时单元B受拉或剪一致，设其破坏面倾角为。根据图8可得到倾角切破坏。对应的混凝土表观抗剪强度为：2．3按照最大拉应力强度准则确定表观抗剪强度T=√R：一[0．5(一)cos2a](7)当图6中大应力圆经过(一．，0)单元B因受R=Cpc0十0．5(一)sing(8)拉开裂而破坏。．为混凝土轴心

7、抗拉强度。很显然，单元B破坏方向与滑动面方向不一致，设其式中：R为大应力圆半径。破坏面倾角为。f，＼f。、———＼图6最大拉应力准则确定表观抗剪强度图8Mohr准则确定表观抗剪强度由图6可得倾角d对应的混凝土表观抗剪强由图8可知，即使路堤荷载全部由桩承担，度：桩间土不对桩产生剪切力，桩身压应力达到桩身Ta=,／E0．5(fix+)]Q5(一Cx)cos2~](4)混凝土轴心抗压强度时，桩身混凝土也受剪破由图6