基于辛体系的筋箍碎石桩受力变形分析

发布时间：2021-10-13 23:15

　　因土工格栅套筒的环箍效应,筋箍碎石桩的受力变形机理较普通碎石桩更为复杂。将筋箍碎石桩单桩的受力变形视为空间轴对称问题,基于辛体系理论构建了可考虑桩体横截面剪应力的辛对偶方程,并对方程进行变量分离,再结合边界条件得到了筋箍碎石桩沉降及径向变形的辛体系解答。通过算例分析验证了方法的合理性与可行性。进一步的参数分析表明:筋箍碎石桩的沉降及鼓胀变形随筋材抗拉刚度的增大而减小;随桩土应力比的增大而增大,但增长率逐渐减小;随加筋深度的增大而减小,但超过最优加筋深度时不再变化;而最优加筋深度则随荷载的增大、桩间距的增大及侧压力系数的减小而相应增大。 

【文章来源】：岩土工程学报. 2020,42(11)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

单桩加固区计算模型

由图2可见，本文方法计算所得复合地基荷载–沉降（p0–s）曲线近似为直线，且当p0≤40 k Pa时，与文献[14]的实测和数值结果较为接近，但当p0>40k Pa时，结果出现偏差，其原因是当p0逐渐增大时，碎石桩的塑性变形逐渐出现，p0–s曲线呈现非线性，而本文方法分析时，将碎石桩视为弹性体，忽略其塑性变形，因此本算例中当p0>40 k Pa时，本文方法计算所得桩顶沉降偏小。由图3可见，当p0为20,30 k Pa时，本文方法计算所得径向变形曲线与文献[14]的数值结果较为接近。当p0为40 k Pa时，由于塑性变形的出现，本文方法结果在最大鼓胀点附近与文献[14]的结果差距稍大。而曲线在4.5D深度附近较文献[14]偏大，这是因为从距离桩顶一定深度开始，桩体应力及位移主要受不随z坐标衰减的零本征解所控制，此时桩体径向变形的衰减主要与桩周土侧向约束力的增大有关，故曲线在下半段接近线性，从而与文献[14]的非线性结果差距稍大。但总体而言，两者趋势较为一致。

由图3可见，当p0为20,30 k Pa时，本文方法计算所得径向变形曲线与文献[14]的数值结果较为接近。当p0为40 k Pa时，由于塑性变形的出现，本文方法结果在最大鼓胀点附近与文献[14]的结果差距稍大。而曲线在4.5D深度附近较文献[14]偏大，这是因为从距离桩顶一定深度开始，桩体应力及位移主要受不随z坐标衰减的零本征解所控制，此时桩体径向变形的衰减主要与桩周土侧向约束力的增大有关，故曲线在下半段接近线性，从而与文献[14]的非线性结果差距稍大。但总体而言，两者趋势较为一致。由图3亦可见，随着荷载增加，碎石桩最大鼓胀点的深度及桩体鼓胀深度逐渐下移，最大鼓胀点的深度在（0.9～1.4)D处变化，而桩体鼓胀深度在（3.3～6.7)D处变化，与文献[14]的数值结果较为接近。


本文编号：3435591