沉箱-垫层-桩复合基础竖向特性的细观试验.pdf

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1、第30卷第10期2017年10月中国公路学报ChinaJ．Highw．Transp．V01．30Oct．No．102017文章编号：1001—7372(2017)10—0093—07沉箱一垫层一桩复合基础竖向特性的细观试验朱小军1’2，费(1．东南大学土木工程学院，江苏南京康2，李文帅2，许朝阳2，龚维明210096；2．扬州大学建筑科学与工程学院，江苏扬州225127)摘要：为了分析沉箱一垫层一桩复合基础的竖向受力特性，以深水桥梁桩箱基础试验模型为背景，针对3组不同级配砂石垫层，进行了桩箱基础竖向承载特性试验。通过在沉箱顶部施加竖向荷载、桩身埋设应变片、土压力计以及位移计等测试方法，并

2、在试验过程中采用粒子图像测速(PIV)技术进行连续跟踪拍摄，得到桩身侧摩阻力、桩顶刺入量、砂石流动趋势及垫层孔隙率等变化规律，利用图像处理技术获取了土体颗粒位移场，并采用颗粒流程序PFC2D对该复合基础应力传递方式和孔隙率等细观特性进行补充分析。研究结果表明：砂石垫层颗粒级配对桩顸刺入量有较大影响，由粗集料和良好级配骨料砂石构成的垫层可有效减小桩顶刺入量；沉箱下沉时，桩身中性点位置从0．4L处下移到0．7L处，同时桩顶区域孔隙率由29．2％降低至11．2％，下降幅度较为明显，表明其颗粒被挤压密实形成核心区，与数字图像处理得出的土体位移场形态相吻合；PFC2D程序分析结果与室内模拟的规律较

3、为一致，沉箱刃脚处土体孔隙率经历了先下降后升高的过程，表现出土体的剪胀特性，而桩顶处土体孔隙率值持续降低，形成桩顶核心压密区。研究成果可为深水桥梁桩箱基础设计提供参考。关键词：桥梁工程；竖向特性；细观试验；桩箱基础；颗粒流中图分类号：U445．557文献标志码：AMeso—experimentonVerticalCharacteristicsofCaisson。。cushion。。pileCompositeFoundationZHUXiao—junl，2，FEIKan92，LIWen—shuai2，XUZhao—yan92，GONGWei—min91(1．SchoolofCivilEng

4、ineering，SoutheastUniversity，Naming210096，Jiangsu，China；2．SchoolofCivilScienceandEngineering，YangzhouUniversity，Yangzhou225127，Jiangsu，China)Abstract：Inordertoinvestigatetheverticalbearingcharacteristicsofcaisson—cushion～pilecompositefoundation，averticalbearingcapacitytestinviewofpiled～caissonofd

5、eep—waterbridgetestmodelwasconductedinallusiontothreedifferentparticlesizedistributionsofgravelcushions．Thesidefrictionofpile，pilepenetration，gravelflowtrendandcushionporosityweredevelopedbyapplyingverticalloadsoncaisson，embeddingstraingauges，soilpressurecellsanddisplacementmeteronthepileshaft．Co

6、ntinuousshootingwithparticleimagevelocimetrytechniquewasprovidedduringthetest．Andsoilparticledisplacementfieldwasobtainedbydintoftheimageprocessingtechnique．Theparticleflowcode(PFC2D)wasemployedtoanalyzethemeso—characteristicssuchasstresstransfermodeandporosityofcompositefoundation．Theresultsshow

7、thatthegravelparticlesizedistributionhasagreatinfluenceonthepilepenetration．Thepilepenetrationcanbereducedeffectivelybythecoarseandgradedgravel．Theneutralplane收稿日期：2016-11—20基金项目：江苏省自然科学基金项目(BK20141279，BK20170509)；江苏省高