锤击PHC管桩在皖北软土地区的模型试验研究

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1、中图分类号：TU473.1密级：公开UDC：本校编号：工程硕士学位论文论文题目：锤击PHC管桩在皖北软土地区的模型试验研究研究生姓名：王晓琳学号：0615115学校指导教师姓名：黄志军职称：副教授企业指导教师姓名：唐玉龙职称：教高申请学位工程领域名称：建筑与土木工程论文提交日期：2018年4月论文答辩日期：2018年4月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含获得兰州交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论

2、文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰州交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日工程硕士学位论文锤击PHC管桩在皖北软土地区的模型试验研究ModelTestofHammeringPHCPipePileinSoftSoilRegionofNorth

3、ernanhui作者姓名：王晓琳工程领域：建筑与土木工程研究方向：道路与岩土方向学号：0615115校内导师：黄志军企业导师：唐玉龙完成日期：2018.04兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学工程硕士学位论文摘要PHC管桩是一种广泛应用于各类地基加固工程中的新型桩基类型，具有施工简单快速、可以大批量制造、节能环保、适于各种不同地质情况等长处。但是，PHC管桩在工程实践中常出现桩身损坏、桩身歪斜、沉桩困难等问题，对工程进度和质量造成较大影响。因此，通过研究锤击PHC管桩桩土相互作用机理，能为PHC管桩在类似工程地质条件下的施工、设计工作提供参考。本文为了探究

4、PHC管桩锤击贯入时的挤土效应和土塞效应，查明锤击PHC管桩桩土相互作用机理，通过室内模型试验模拟PHC管桩锤击沉桩过程，利用布设在模型桩桩身上的光纤光栅传感器，以及埋设在模型箱填土中的孔隙水压力传感器、土压力计及加速度传感器，监测开口型模型桩和带桩尖模型桩在桩顶锤击荷载作用下桩身应变、桩周土体中的孔压、土压等参数的变化范围及变化规律，通过分析总结模型试验中各数据的变化规律，得到了如下几点结论：（1）开口型模型桩完成沉桩所需的锤击数明显多于带桩靴模型桩。沉桩深度达到桩长80％之前时，带桩靴模型桩所需锤击数明显小于开口型模型桩，由此可得出，桩靴对减小沉桩时土塞效应有显著的作用；（2）开口型模型桩

5、沉桩深度达到40cm时的IFR约为14％，达到80cm时的IFR约15％,达到120cm时的IFR约为14％，沉桩完成后的IFR约为8.5％。入土深度在120cm之前时，IFR值较为稳定，当模型桩入土深度在120cm～150cm之间时，IFR值减小。IFR值从相对平稳到减小，表明模型桩土塞的闭塞效应由稳定逐步的增大，进入模型桩内的土体逐渐减少，模型桩对周围土体的挤压作用逐渐明显；（3）两种模型桩在锤击沉桩过程中，每个FBG传感器的应变变化曲线按锤击频率会出现明显的上下波动，进入土体中的FBG传感器表现为压应变并且应变波动较小，未进入土体外的FBG传感器表现为拉应变并且应变波动明显较大。与开口模

6、型桩相比，带桩靴模型桩沉桩时桩身应变大小明显小于开口模型桩；（4）两种模型桩沉桩时孔隙水压力会随着锤击频率产生小幅波动，当模型桩沉桩深度达到埋设在饱和砂土层的孔压计U4～U6、U7～U9时，孔隙水压力增大。其中U4和U7由于离模型桩最近，孔隙水压力增大幅度较离模型桩较远的U5、U6和U8、U9大，且离模型桩近的监测点超静孔隙水压力消散的最快，离模型桩较远的监测点超静孔隙水压力消散的相对较慢；（5）两种模型桩沉桩时桩周土体的土压力随着土压力计埋深的增大而增大，这与随着沉桩深度的增大更多的锤击荷载被分担到桩周围土体中有关，用于监测侧向土压的-I-锤击PHC管桩在皖北软土地区的模型试验研究T1～T6

7、数据波动明显小于监测竖向土压力的T7、T8；（6）两种模型桩锤击沉桩时，加速度计G1埋设在不饱和粉质黏土层且埋深最浅，所测加速度最小，加速度计G2埋设在饱和的粉土层与砂土层接触面处，所测加速度最大，加速度计G3埋设在饱和的砂土层且埋深最深，所测加速度位于中间值。两种模型桩模型桩沉桩过程中桩周土体的加速度会随着锤击频率上下波动，但变化范围不大。关键词：锤击PHC管桩；模型试验；桩身应变；土塞效应论文