基坑開挖卸荷影響下樁土相互作用特性研究.pdf

1、基坑開挖卸荷會導(dǎo)致樁基承載力的損失并引起樁身的拉力作用，國內(nèi)外已發(fā)生不少因深開挖卸荷造成的樁基工程事故。研究深開挖卸荷影響下的樁土相互作用機(jī)理和樁基承載特性有助于深入認(rèn)識與評估坑底樁的性能和安全情況，并可指導(dǎo)實(shí)際工程。
　　本文以復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下樁土接觸面的力學(xué)特性研究為切入點(diǎn)，結(jié)合工程實(shí)例分析，采用室內(nèi)模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬等方法探討了周邊土體卸荷影響下的樁土相互作用規(guī)律。
　?。?）自主研發(fā)一套可控制復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)變化的樁土接觸

2、面三軸模擬試驗(yàn)儀，并通過實(shí)驗(yàn)探討了高圍壓（法向應(yīng)力）水平下的樁土接觸面力學(xué)特性。該試驗(yàn)儀采用三軸壓力室的氣壓加載控制接觸面法向應(yīng)力，利用壓力室頂部的雙套活塞實(shí)現(xiàn)對順接觸面向土體應(yīng)力狀態(tài)和樁土接觸面剪切加載的分別控制，通過設(shè)置樁周土樣上下表面孔壓可控制接觸面的滲流狀態(tài)和有效應(yīng)力變化。試驗(yàn)儀的測試系統(tǒng)對接觸面的總摩阻力和相對位移進(jìn)行量測，并可觀測三軸壓力室內(nèi)樁周土樣的分層變形量。該試驗(yàn)系統(tǒng)可測試復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的樁土接觸面相互作用特性，通過等

3、向加卸載應(yīng)力作用下的接觸面試驗(yàn)驗(yàn)證了該試驗(yàn)儀的有效性。三軸接觸面試驗(yàn)和數(shù)值分析結(jié)果表明，樁土接觸面的極限摩阻力和摩擦系數(shù)不僅受圍壓（法向應(yīng)力）作用，同時受土體豎向壓力（順接觸面向應(yīng)力）影響。
　?。?）通過樁周土體開挖卸荷的室內(nèi)模型試驗(yàn)研究了卸荷條件下樁基的極限承載力以及卸荷過程中樁的受力特性，分析低法向應(yīng)力水平下的樁土接觸面力學(xué)性能。試驗(yàn)表明周邊土體開挖卸荷后的樁基極限承載力下降、樁頂沉降增加，樁土接觸面的極限摩阻力和摩擦系數(shù)均

4、有一定下降，但地表開挖卸荷對深層樁土界面的影響較小。室內(nèi)模型試驗(yàn)中極限摩阻力充分發(fā)揮所需要的樁土相對位移值，與三軸接觸面試驗(yàn)結(jié)果基本一致，均為2mm左右。對開挖卸荷過程中樁身受力變形的測試結(jié)果表明，由于土體回彈所引起的樁身拉應(yīng)力隨著卸荷量的增大而增大，樁身最大拉力位置（中性點(diǎn)）位于樁長的2/3深度處。
　?。?）根據(jù)模擬試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合兩個上海地區(qū)工程實(shí)例的數(shù)值分析，研究了基坑開挖卸荷作用下的樁基承載力和受力變形規(guī)律，探討了樁土接觸