考慮異形效應(yīng)的Y形樁承載機(jī)理模型試驗(yàn)研究.pdf

1、Y形樁是一種具有區(qū)別于傳統(tǒng)圓形樁的承載性能和荷載傳遞機(jī)理的反拱曲面異形樁。反拱曲面是 Y形樁的摩擦受力面，其受力面?zhèn)饶ψ枇Ψ植家?guī)律和樁端阻力的分布規(guī)律均可能存在不均勻分布現(xiàn)象。
　　為了研究 Y形樁樁側(cè)摩阻力不均勻分布規(guī)律及荷載傳遞特性，基于自主研發(fā)的大型樁基模型試驗(yàn)加載系統(tǒng)，在干砂地基中采用砂雨法施工，對(duì) Y形樁樁側(cè)摩阻力的分布情況進(jìn)行室內(nèi)模型試驗(yàn)；同時(shí)展開了常用外包圓半徑的Y形樁、與Y形樁等截面面積的圓形樁、與Y形樁等截面周長

2、的圓形樁以及兩根Y形群樁、四根Y形群樁在抗壓、抗拔、水平荷載作用下的對(duì)比模型試驗(yàn)，系統(tǒng)研究Y形樁的承載機(jī)理，得到結(jié)論如下：
　?。?）抗壓荷載作用下的對(duì)比模型試驗(yàn)：與等截面面積的圓形樁相比，Y形樁極限承載力為圓形樁的1.60倍，樁側(cè)表面積為圓形樁的1.56倍，極限承載力的增加與樁側(cè)表面積增大效果基本一致，在各級(jí)荷載作用下圓形樁的端阻力均小于 Y形樁的端阻力，異形樁端截面增大了端阻力；與等截面周長的圓形樁相比，Y形樁極限承載力0.8

3、4倍于圓形樁，但混凝土用量僅0.41倍于圓形樁，單位體積混凝土極限承載力2.04倍于圓形樁，樁身混凝土承載力利用更加充分；與等截面周長的圓形樁相比，在不同荷載作用下 Y形樁側(cè)摩阻力均較圓形樁大，反映出反拱曲面異形擴(kuò)大效應(yīng)，但其承載力小于圓形樁，這主要是圓形樁截面面積大、樁端阻力發(fā)揮了更大作用。群樁試驗(yàn)中，承臺(tái)效應(yīng)較明顯。
　　（2）Y形樁樁側(cè)土壓力沿反拱曲面不均勻分布，呈拋物線分布狀態(tài)；同一截面處，樁側(cè)土壓力在反拱曲面弧頂處達(dá)到最

4、小，距離弧頂處越遠(yuǎn)土壓力越大，在尖端處達(dá)到最大；考慮Y形樁的異形效應(yīng)，提出了Y形樁的承載力計(jì)算公式，并結(jié)合模型試驗(yàn)驗(yàn)證了其合理性。
　　（3）抗拔荷載作用下的對(duì)比模型試驗(yàn)：與等截面面積的圓形樁相比，Y形樁的樁側(cè)表面積比圓形樁高出約56.1％，極限抗拔承載力比圓形樁高出約20%，樁側(cè)摩阻力的提高遜于樁側(cè)表面積的增加；與等截面周長的圓形樁相比，Y形樁的極限承載力0.9倍于圓形樁，這是由于Y形樁的反拱曲面產(chǎn)生的摩阻弱化效應(yīng)導(dǎo)致Y形樁的抗

5、拔承載力較低；Y形樁的樁身軸力由上至下逐漸減小，與圓形樁相比，在后期Y形樁的樁側(cè)摩阻力較快退出工作；群樁的荷載-位移曲線與單樁相似，均為陡降形。
　?。?）水平荷載作用下的對(duì)比模型試驗(yàn)：Y形樁凹處受壓和尖端受壓時(shí)的水平極限荷載Hu分別是等截面面積圓形樁的1.24、1.05倍，是等截面周長圓形樁的0.7、0.6倍，Y形樁在特定方向上水平承載力較高；Y形樁的樁身彎矩沿樁身呈先增后減的變化趨勢(shì)，且在凹處受壓、尖端受壓時(shí)樁身最大彎矩分別發(fā)