深水港码头围堤和群桩结构离心模型试验

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第26卷第5期岩土工程学报Vo1．26No．52004年9月ChinL~eJournalofGeotechnicalEngineeringSep．，2OO4深水港码头围堤和群桩结构的离心模型试验Centrifugemodelingofseadikeandpilegroupsinahabour侯瑜京，韩连兵，梁建辉(中国水利水电科学研究院岩土工程研究所，北京1o0o44)摘要：沿海围堤及群桩结构在码头工程建设中得到广泛应用。本项深水港码头离心模拟试验研究，按照

2、离心模型相似率的原则模拟了原型地层、人工围堤、袋装砂井、大直径长钢管桩桩群以及码头承台和使用荷载，针对不同的施工过程和运行阶段，分级进行离心模拟试验。试验给出围堤及码头在施工期和运行期的变形过程，同时给出部分钢管桩受围堤及地基变形影响产生的水平位移、弯矩和土抗力的变化曲线。由于在离心模型中可以模拟原型土与结构之间相互作用的复杂应力状态，可以考虑桩的三维效应以及软土地层在荷载作用下的长期固结过程，因此试验结果可以较为直观地给出原型结构物的变形过程和特点，为验证数值分析结果以及工程设计提供了有效的参考依据。关

3、键词：围堤；钢管桩；码头；离心模型试验中图分类号：TU473文件标识码：A文章编号：1000—4548(2004)05—0594一o7作者简介：侯瑜京(1962一)，男，1984年毕业于清华大学水利系，中国水利水电科学研究院博士，香港科技大学土木系博士后，主要从事岩土工程静、动力离心模拟试验研究。HOUYu-jing，HANHan-bing，GJian-hui(Deparm~tofGeotechnical~gineering，OlinaInstituteofWaterRe!∞mDesandSydropow

4、erResearch．Beijing100044，Otina)Abstra~：CentrifugemodeltestswerecarriedOUtforapierconstructedonadeepsoftgroundwithacombinationoflongpipepiles，dikes，soilfoundationandotherassociatedstructures．ThispaperpresentstheteStresultsofthedeformationofthedike．thebendi

5、ngrrKmntandsoilresis—tanceofthepilenearthedikeatdiferentconstructionandoperationperiods．Sincethe3一Defectofpilegroupsandtheconsolidationprocessesofthesoftfoundationcanbesimulatedinthecen~CugemodeUngatthesametime，thetestresultsoferaneconomicalandefectivealt

6、ernativetolargescalefieldteStsinverifyingthenumericalanalysisanddeterminingthebehaviorofpilegroups．Keywords：dike；pipepile；pier；centrifugemodeltest行的，并通过大量的试验和分析得到土抗力P和不同0前言深度处桩的挠度y之间的关系为PIi}。xy~土工离心机利用离心力场和重力场等价的原理，，考虑到土工材料的非线性和自重应力对土工结构物的式中k为土的阻力系数，随桩的深度

7、变化(0．4—影响，使模型中各点的应力状态与原型一一对应，从而0．7MN／m3)。该关系式假定P与深度为线性关系，满足物理条件的相似性。例如将几何比尺缩小了Ⅳ沿深度按照一凸抛物线函数变化。研究还认为桩的刚倍的模型，置于Ⅳ倍重力加速度的离心力场中，若使度与边坡坡度的影响相比，前者对边坡变形的影响几用性质相同的土料，则模型与原型土体中对应点的应乎可以忽略。力相等，应变相同，模型的变形为原型的IlN倍，土体英国立物浦大学(UniversityofLiverpoo1)以及剑桥中孔隙水压力的消散时间为原型的l／Ⅳ2

8、倍。利用这一大学(UniversityofCambridge)有很多学者采用土工离心特点，还可以在试验室内模拟原型土体经过多年的固结机研究各类桩基的特性，如Nunez等人‘2]研究承受拉过程。近年来，土工离心模型试验已经大量用于土力学力的桩基，Lyndon等人‘3J研究承受侧向荷载的大口径基本理论的研究、验证工程设计方案以及验证数值分析桩在砂土地基中的表面摩擦特性，试验采用的离心机结果，试验研究领域涉及到岩土工程的各个领域。加