毛竹微型桩支护浅基坑模型试验

发布时间：2019-11-05 23:26

【摘要】：毛竹是一种高强环保建筑材料,可以解决传统浅基坑支护成本高和后期临时结构的拆除费用等问题。开展竹管桩抗弯试验与单排微型竹桩模型试验研究,结果表明,压弯试验中随着竹桩自身净截面积的增加,其弹性模量逐渐减小,竹桩的弹性模量主要分布在8.0~12.5 GPa;模型试验中桩身应变随着埋深逐渐增加直至峰值,之后逐渐衰减为0,在到达0后出现反向应变,反向应变达到峰值后衰减为0。根据试验中桩身应变和桩顶侧移结果可知,浅基坑支护中使用单排微型竹桩能取得较好的支护效果。研究结果可为浅基坑竹桩支护作用机制和工程设计提供参考。
【图文】：

毛竹,复合土钉墙,管排,支护结构

时支护的材料要求和环保需要相契合。近些年来，国内外学者和工程技术人员对毛竹的研究成果较多，张丹等[7]以毛竹管为测试单元测试毛竹各项性能对比于竹片测试单元，指出毛竹管和毛竹竹片的抗压强度、抗剪强度相差不大，抗弯强度大小差异较大，但两者的力学性能变异规律相似。Tommy等[8]研究了不同直径的竹材对其抗压强度的影响，表明毛竹的抗压强度在47.0～62.8N/mm2，并随着竹子外径的增大强度明显降低。Ahmad等[9]研究了竹子节部材与节间材的顺纹抗拉强度、顺纹抗拉弹性模量、抗弯强度和刚度。图1毛竹管排桩复合土钉墙支护结构[6]Fig.1Thecompositeretainingstructurewithbamboopiperowsandsoilnailingwall[6]桩-土钉墙复合支护方式在浅基坑支护中得到了较多运用。杨敏等[10]针对疏排桩-土钉墙组合支护结构，对支护结构拱前滑裂土体失稳破坏、土拱自身强度与失稳破坏和结构整体失稳破坏3种破坏模式进行了探讨，推导了土钉墙荷载分担比、局部稳定性和整体稳性计算式。毛竹微型桩复合土钉墙支护与传统的土钉墙支护承载机制不同[1113]，即毛竹微型桩复合土钉墙的截面形式不同于传统土钉墙，各排毛竹微型桩一般不平行，向下倾角自上而下逐渐增大，强调按上短下长布置，使整个截面构成上窄下宽的堤坝形，以抵抗外侧土体传来的自上而下不断增大的土压力，由毛竹微型桩与土体摩阻力提供的反压力可保持土钉墙的稳定，通过密排毛竹桩毛竹通芯且在基坑底以下部分钻花孔进行压力注浆，使毛竹排桩在基坑底下形成一道加竹筋的水泥土阻流帷幕，挡住基坑外深层淤泥向基坑内流动，扎竹枝的注浆毛竹土钉对软土基坑能取得更好的支护效果。对于毛竹的研究大都集中于将毛竹破裂后以小尺寸毛竹片为测试单元的?

示意图,抗弯,试件,竹管

2d()dwMyyEI（4）式中：EI为梁的弯曲刚度。对于一般梁来说，外荷作用下剪力和弯矩同对存在，根据弹性力学的计算结果及简化计算的要求，剪力对梁的挠度影响很小，可得4Pa4d1()()dwPyPyyEI（5）再由应力边界条件与位移边界条件计算桩上任意一点的挠度。2.2试验方案2.2.1试验材料取竹管中表面光滑平整、无裂纹、无霉变的部分加工，制成长L1.4m的标准试件。用记号笔在对竹管10、50、90、130cm处进行标记，利用锉刀将50、90cm记号处磨平，以方便百分表测量。并对竹管予编号①～⑩，见图3。图3抗弯试件Fig.3Bendingtestspecimens2.2.2加载方案及量测内容（1）加载方案将试件按标定的10、130cm红线处分别位于如图4所示的支座台上，试件准确就位后，缓慢下降压力机使得压力传感器恰好紧贴工字型梁。此时，在竹管50、90cm红线处安装百分表。试验利用两点对称加载法，以减少剪力产生挠度对试验准确性的影响。试验加载分两级进行，一级荷载为200N，二级荷载300N，因担心两支点处的局部破坏，，故荷载选取较校（2）量测内容本试验测量竹管50、90cm处2个点的竖向位移，待各级荷载稳定之后利用百分表读数。竹桩加载示意图如图5所示。图4竹管抗弯试验Fig.4Bamboopipeinbendingtests图5毛竹管加载示意图（单位:mm）Fig.5Loadingsketchofbamboopipe(unit:mm)2.2.3数据分析对试验中的10个试件进行两点抗弯试验，归纳整理得试件挠度-刚度关系，见表1。利用已知挠度反算该截面上的抗弯刚度，代入表2求得竹管的弹性模量。表1竹桩挠度-刚度对应关系Table1Relationshopsofdeflectionandstiffnessofbamboopile试件编号集中力/N平均挠度/mm抗弯刚度/(N·m2)12001.2058675.963

【相似文献】