多年凍土地基不同冰膜厚度基樁長(zhǎng)期承載性狀模型試驗(yàn)研究.pdf

1、多年凍土區(qū)鐵路、公路、橋梁樁基礎(chǔ)長(zhǎng)期承載性狀是保證鐵路、公路、橋梁運(yùn)營(yíng)安全的基礎(chǔ)。多年凍土地基中樁基承載性狀受到不同凍土類型、不同凍土分區(qū)、不同地形地貌、不同地質(zhì)地溫、不同環(huán)境、不同施工方式的影響而有很大差異。樁體-冰膜-樁周凍土共同工作構(gòu)成了凍土地基中樁基的承載力,三者之間的相互作用機(jī)理是凍土樁基承載性狀的決定因素。樁的長(zhǎng)期承載性能將直接影響基礎(chǔ)設(shè)施的安全。多年凍土性質(zhì)十分復(fù)雜,多年凍土中樁基研究成果不如一般土中樁基那樣完善,缺乏對(duì)樁

2、土界面凍結(jié)摩阻力(冰膠結(jié)力)的產(chǎn)生、發(fā)展規(guī)律的系統(tǒng)研究,對(duì)凍土中樁基蠕變過(guò)程的定量描述不足。樁土界面問(wèn)題是基樁承載力的關(guān)鍵,與之相關(guān)的研究始終是樁基礎(chǔ)領(lǐng)域研究的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。多年凍土地基中已有基樁開挖所揭示的現(xiàn)象,在樁體與樁周凍土之間存在薄層冰膜,樁土共同工作的機(jī)制需要深入研究樁土界面-冰膜的力學(xué)特性,方可深入揭示樁土體系的力學(xué)機(jī)理。本文在分析了多年凍土地基中豎向單樁承載機(jī)理的基礎(chǔ)上,基于凍土的物理力學(xué)性質(zhì),對(duì)基樁長(zhǎng)期承載特性進(jìn)行了室內(nèi)

3、試驗(yàn)研究。
　　本文利用蘭州交通大學(xué)低溫模型試驗(yàn)箱開展試驗(yàn)研究,設(shè)置了3種冰膜厚度,分別為1mm﹑2mm﹑3mm,分別對(duì)三種冰膜厚度的基樁進(jìn)行加載,分析不同荷載下基樁樁身軸力﹑凍結(jié)摩阻力沿樁身分布規(guī)律,以及在長(zhǎng)期荷載作用下樁頂位移隨時(shí)間變化規(guī)律。
　　測(cè)試結(jié)果表明隨冰膜厚度變化,基樁長(zhǎng)期承載力以及樁身凍結(jié)摩阻力都有明顯變化,冰膜厚度為2mm時(shí)樁身所能達(dá)到的極限凍結(jié)摩阻力最大,長(zhǎng)期承載力最高,承載力變化規(guī)律為:2mm冰膜厚度基

4、樁大于1mm冰膜厚度基樁也大于3mm冰膜厚度基樁。樁身軸力主要分布在樁體上部的1/3,沿樁長(zhǎng)的分布形式總是上大下小.在不同等級(jí)的荷載作用下,軸力沿樁體自上而下減小,減小的速率沿樁體向下逐漸變慢。隨樁頂荷載的增加,軸力沿樁身分布的曲線逐漸變化,形狀近似拋物線。
　　冰膜厚度不同,樁頂沉降速率也有明顯變化。基樁沉降速率變化規(guī)律為:3mm冰膜厚度基樁大于1mm冰膜厚度基樁也大于2mm冰膜厚度基樁,在達(dá)到極限荷載時(shí),沉降迅速發(fā)展所需要的時(shí)