沉樁擠土的球形孔擴張理論研究及其數(shù)值模擬分析.pdf

1、近年來，如何準(zhǔn)確獲取靜壓樁貫入土體的樁-土作用機理是學(xué)者們研究的熱點課題，其中，球形孔擴張理論是熱點之一，但由于沉樁擠土規(guī)律復(fù)雜、多變、且影響因素繁多，因此，對靜壓樁貫入問題的研究還存在諸多問題。例如，球形孔擴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。為了彌補和完善沉樁機理的這些不足，本文做了如下工作：
　　1）針對擴孔模型破壞區(qū)，考慮超固結(jié)粘土應(yīng)變軟化效應(yīng)的影響，推導(dǎo)了擴孔破壞區(qū)的擴張應(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)表達式，并進行了相關(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靜壓樁貫入土體的全過程進行數(shù)值模擬計算，分析總結(jié)沉樁規(guī)律。之后，深入探討了土體模型參數(shù)對沉樁擠土效應(yīng)的影響機制。
　　3）結(jié)合理論推導(dǎo)和數(shù)值計算，針對具體工程項目，分析了靜壓樁施工對樁周土體環(huán)境的影響規(guī)律。
　　研究結(jié)果表明：（1）隨著貫入過程中擴孔壓力的增大，破壞區(qū)產(chǎn)生塑性流動并出現(xiàn)

3、應(yīng)變軟化現(xiàn)象，與此同時，破壞區(qū)土體出現(xiàn)應(yīng)力主軸變動的現(xiàn)象。（2）對于正常固結(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，隨計算點距離的增大而明顯下降。（4）擴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為：①摩擦系數(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