沉樁擠土的球形孔擴(kuò)張理論研究及其數(shù)值模擬分析.pdf

1、近年來(lái)，如何準(zhǔn)確獲取靜壓樁貫入土體的樁-土作用機(jī)理是學(xué)者們研究的熱點(diǎn)課題，其中，球形孔擴(kuò)張理論是熱點(diǎn)之一，但由于沉樁擠土規(guī)律復(fù)雜、多變、且影響因素繁多，因此，對(duì)靜壓樁貫入問(wèn)題的研究還存在諸多問(wèn)題。例如，球形孔擴(kuò)張理論研究的前提條件不夠完善，數(shù)值模擬考慮的外在因素也并不全面等等。為了彌補(bǔ)和完善沉樁機(jī)理的這些不足，本文做了如下工作：
　　1）針對(duì)擴(kuò)孔模型破壞區(qū)，考慮超固結(jié)粘土應(yīng)變軟化效應(yīng)的影響，推導(dǎo)了擴(kuò)孔破壞區(qū)的擴(kuò)張應(yīng)力、超孔隙水壓力

2、以及破壞區(qū)半徑與塑性區(qū)半徑關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并進(jìn)行了相關(guān)規(guī)律分析。
　　2）考慮土體孔隙比隨深度變化，利用位移貫入法，采用修正劍橋模型對(duì)靜壓樁貫入土體的全過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，分析總結(jié)沉樁規(guī)律。之后，深入探討了土體模型參數(shù)對(duì)沉樁擠土效應(yīng)的影響機(jī)制。
　　3）結(jié)合理論推導(dǎo)和數(shù)值計(jì)算，針對(duì)具體工程項(xiàng)目，分析了靜壓樁施工對(duì)樁周土體環(huán)境的影響規(guī)律。
　　研究結(jié)果表明：（1）隨著貫入過(guò)程中擴(kuò)孔壓力的增大，破壞區(qū)產(chǎn)生塑性流動(dòng)并出現(xiàn)

3、應(yīng)變軟化現(xiàn)象，與此同時(shí)，破壞區(qū)土體出現(xiàn)應(yīng)力主軸變動(dòng)的現(xiàn)象。（2）對(duì)于正常固結(jié)土，破壞區(qū)范圍約為5~6倍樁徑，隨著超固結(jié)比的增大，破壞區(qū)半徑逐漸減少。（3）超孔隙水壓力隨超固結(jié)比的增大而增大，隨計(jì)算點(diǎn)距離的增大而明顯下降。（4）擴(kuò)孔壓力的有效傳遞半徑約為樁孔直徑5~7倍左右，該范圍也可視為塑性區(qū)的邊界值。（5）靜壓樁數(shù)值影響因素的主次順序?yàn)椋孩倌Σ料禂?shù)f、②膨脹指數(shù)?、③硬化模量?、④泊松比?、⑤正常固結(jié)線（NCL）在e軸上的截距e1、⑥