竖向荷载作用下斜桩承载特性模型试验研究.pdf

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1、第47卷第5期人民长江Vo1．47，No．52016年3月YangtzeRiverMar．，2016文章编号：1001～4179(2016)05—0090—05竖向荷载作用下斜桩承载特性模型试验研究傅花(青海交通职业技术学院交通土木工程系，青海西宁810003)摘要：通过模型试验研究了竖向荷载作用下砂土中单斜桩的承载特性，分析了斜桩倾角对荷载一沉降特性、桩身轴力、弯矩、剪力及桩侧摩阻力的影响，并与直桩的承栽特性进行了比较。试验结果表明：①斜桩沉降大于直桩沉降，斜桩倾角越大，斜桩与直桩沉降差越大。②相同桩顶荷载作用下，斜桩轴力小于直桩轴力，斜桩倾

2、角越大，轴力沿深度衰减得越快。③斜桩弯矩主要发生于1／2桩长范围内，且均随着荷栽和倾角的增大而增大；④不论斜桩倾角的大小，桩侧摩阻力沿深度分布均可以分成3个区段，在第1区段，斜桩倾角越大，桩侧摩阻力越小；在第2区段，斜桩倾角越大，桩侧摩阻力越大；在第3区段，斜桩倾角越大，桩侧摩阻力越小。关键词：斜桩；模型试验；轴力；弯矩；摩阻力中图法分类号：P642文献标志码：ADOI：10．16232／j．cnki．1001—4179．2016．05．020另外，Binu等、邵红才等和吕凡任等分别通过模型试1研究背景验研究了斜桩的竖向承载力特性“，结果表明，

3、当斜与直桩相比，斜桩在承受桩顶荷载时具有得天独桩倾角较大时，斜桩倾角对斜桩竖向承载力具有显著厚的优势，一方面，当斜桩倾角在合理的范围内时可以的影响，这对认识斜桩的竖向承载力具有一定意义。承受更大的水平荷载，另一方面，斜桩产生的桩顶水平AdelHanna等通过模型试验对均匀砂土地基中单斜桩位移也要小得多。因此，近年来斜桩在桥梁、港口码的摩阻力进行了初步探讨，但未考虑摩阻力沿深度发头、大型广场式建筑、输电线路等高耸建筑物的基础中挥的效应，这与实际情况存在较大差异。王新泉等得到了广泛应用。然而，目前对斜桩荷载传递机制的在黏土地基中进行模型试验，对斜桩

4、桩身弯矩分布研究还不深入，工程实践中常借用直桩的设计方法来规律进行了探讨。此外，郑刚和吕凡任等分别通过数设计斜桩，导致斜桩工程中存在许多不合理的设计。值模拟和理论分析对斜桩摩阻力、土压力及桩身弯矩因此，对斜桩的工作荷载传递机制进行深人研究具有进行了分析，得到一些有意义结论。上述研究对重要的工程实践意义。于认识斜桩工作性状起到了较大的推动作用。然而，斜桩由于施工相对较难，其工程实践落后于理论目前的研究依然存在以下问题：①对承受竖向荷载时研究。目前关于斜桩的研究主要集中在模型试验、数斜桩的承载变形性状认识尚不明确；②斜桩与直桩承值模拟和理论研究方面

5、，现场试验研究方面较少。ch-载特性的对比研究较少；③对斜桩的研究主要集中在aemmangkangP及NarasimhaRS等分别通过室内模型对其承载力的研究上，对荷载传递规律和桩身内力的试验对砂土及软黏土中斜桩的水平承载力特性进行了研究较少，并且主要采用数值模拟和理论分析的方法研究I2，结果表明斜桩的水平承载力不仅与斜桩倾来进行，缺乏必要的试验研究。角有关，还与荷载作用方向和桩体嵌入土体深度有关。为此，本文采用模型试验研究了5。，8。，10。和15。ZhangLM等采用离心机模型试验，研究了斜桩群斜桩的承载特性，分析了斜桩倾角对斜桩荷载一沉降

6、桩的水平承载性状，试验结果指出斜桩水平承载力主特性、桩身轴力、桩身弯矩及摩阻力的影响，并与直桩要依赖于桩型布置、桩体倾斜度和地基土体的密实度。的承载特性进行了比较。收稿日期：2015—07—04作者简介：傅花，女，讲师，博士，主要从事岩土工程的教学与研究工作。E—mail：1776797455@qq．corn第5期傅花：竖向荷载作用下斜桩承载特性模型试验研究91底面不与桩侧土顶面接触(桩帽底面与砂土顶面间距2试验方案5(31'／1)。2．1试验装置试验中土体采用干净砂土，不均匀系数C=2．39，曲率系数C。=1．04，孔隙比e=0．65，相对密

7、实模型试验是在青海交通职业技术学院自行设计的度D，=0．83，内摩擦角=35．2。。土工物理模型试验槽中进行，试验装置由模型槽、反力梁、加载装置和测量装置4部分组成，如图1所示。模型槽四壁和底面由壁厚为12mm的钢化玻璃围成，反't00．100"tO0100．100'tOO／00．'tO050桩力梁通过螺杆和螺栓固定，通过千斤顶给桩顶施加竖顶蘸向荷载，用轴力传感器测量桩顶荷载，用百分表测量桩顶沉降，用应变仪测量桩身应变片应变值。图2应变片粘贴位置示葸图(单位：mm)反力梁2．3试验步骤轴力计千斤顶模型槽安装完成后，在槽底填筑40em厚的密实百分

8、表桩帽砂土模拟桩端持力层，然后将同一组试验的1根直桩———，及1根斜桩安放到预定位置并固定。模型桩安放固定直桩，斜桩步骤如下：将模型桩桩帽放入由角钢组