斜坡段桥梁基桩竖向承载特性模型试验研究.pdf

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1、第３４卷第７期公路交通科技Ｖｏｌ３４Ｎｏ７２０１７年７月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｉｇｈｗａｙａｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＪｕｌ．２０１７ｄ斜ｏｉ：１０坡３９６９段／ｊｉｓｓｎ桥１００２梁－０２６８基２０１７桩０７００竖６向承载特性模型试验研究尹平保１，２，３，聂道流２，３，张建仁２，３，刘新喜２，３，赵４衡（１．长沙理工大学道路灾变防治及交通安全教育部工程研究中心，湖南长沙４１０１１４；２．长沙理工大学土木与建筑学院，湖南长沙４１０１１４；３．长沙理工大学桥梁工程安全控制省部共建教育部重点实验室

2、，湖南长沙４１０１１４；４．中南大学资源与安全工程学院，湖南长沙４１００８３）摘要：以某实际工程桩为原型，考虑坡度和桩长的影响，根据相似理论设计并完成了竖向荷载作用下斜坡段桥梁基桩室内模型试验，获得了不同坡度及不同桩长下基桩的荷载－位移曲线、桩身轴力与桩侧摩阻力沿深度的分布规律以及基桩极限承载力，据此通过非线性拟合，建立了斜坡桥梁基桩竖向承载折减系数与桩长及坡度直接的关系式。试验研究表明：竖向荷载相同时，桩顶沉降与水平位移均随坡度及桩长的增加而增大，基桩的荷载－位移曲线均无明显拐点，并呈现出因变形过大导致基桩屈曲失稳的破坏模式；斜坡效应对基桩竖向承载的影响

3、约限于８倍桩径深度范围内；与平地桩相比，斜坡桩的桩侧摩阻力更易达到极限值，实际工程设计时应对其进行适当折减；边坡坡度越大、自由段越长，基桩竖向承载力越小。关键词：桥梁工程；基桩；竖向荷载；承载特性；模型试验中图分类号：Ｕ４４３１５文献标识码：Ａ文章编号：１００２－０２６８（２０１７）０７－００３７－０７ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｎＶｅｒｔｉｃａｌＢｅａｒｉｎｇＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃＭｏｄｅｌｏｆＢｒｉｄｇｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎＰｉｌｅｉｎＳｌｏｐｅ１，２，３，２，３２，３２，３４ＹＩＮＰｉｎｇｂａｏＮＩＥＤａｏｌｉｕ，ＺＨＡＮＧＪｉａ

4、ｎｒｅｎ，ＬＩＵＸｉｎｘｉ，ＺＨＡＯＨｅｎｇ（１．ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＣａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃＰｒｏｐｈｙｌａｘｉｓａｎｄＴｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＲｏａｄ＆ＴｒａｆｆｉｃＳａｆｅｔｙｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＣｈａｎｇｓｈａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈａｎｇｓｈａＨｕｎａｎ４１０１１４，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＣｈａｎｇｓｈａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈ

5、ａｎｇｓｈａＨｕｎａｎ４１０１１４，Ｃｈｉｎａ；３．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＢｒｉｄｇｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅＳａｆｅｔｙＣｏｎｔｒｏｌｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＣｈａｎｇｓｈａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈａｎｇｓｈａＨｕｎａｎ４１０１１４，Ｃｈｉｎａ；４．ＳｃｈｏｏｌｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＳａｆｅｔｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＣｈａｎｇｓｈａＨｕｎａｎ４１００８３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇａｐｒａｃｔｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

6、ｐｉｌｅａｓｔｈｅｐｒｏｔｏｔｙｐｅ，ｔｈｅｉｎｄｏｏｒｍｏｄｅｌｔｅｓｔｏｆｂｒｉｄｇｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｌｅｓｉｎｓｌｏｐｅｕｎｄｅｒｖｅｒｔｉｃａｌｌｏａｄｓｉｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｉｍｉｌａｒｉｔｙｔｈｅｏｒｙｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｓｌｏｐｅｇｒａｄｉｅｎｔａｎｄｐｉｌｅｌｅｎｇｔｈ，ｔｈｅｌｏａｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｃｕｒｖｅ，ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｏｆｐｉｌｅａｘｉａｌｆｏｒｃｅａｎｄｓｉｄｅｆｒｉｃｔｉｏｎａｌｏｎｇｔｈｅｄｅｐｔｈ，ｔｈｅｕｌｔｉｍａｔｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃ

7、ｉｔｙｏｆｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｌｅｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｌｏｐｅｇｒａｄｉｅｎｔｓａｎｄｐｉｌｅｌｅｎｇｔｈｓａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｉｓａｎｄｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｆｉｔｔｉｎｇ，ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｂｅａｒｉｎｇｒｅｄｕｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｂｒｉｄｇｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｌｅｓｏｎｓｌｏｐｅｗｉｔｈｐｉｌｅｌｅｎｇｔｈａｎｄｓｌｏｐｅｇｒａｄｉｅｎｔａｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔ（１）ｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｃｏｎｄｉ

8、ｔｉｏｎｓｏｆｖｅｒｔｉｃａｌｌｏａｄ，ｔｈｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ