O-CELL試樁法的若干基本問題.pdf

1、O-cell試樁法作為一種新的試樁技術已在國內(nèi)外許多重大工程中得到應用，但是該法在理論上存在的問題還沒有得到系統(tǒng)的歸納和解決。其中，如何由O-cell試樁結果確定整樁豎向承載性能是有關O-cell試樁法研究的根本問題，這也是O-cell試樁法研究中的熱點和難點。解決該問題涉及O-cell試樁法若干基礎性問題的研究：如何分析和應用O-cell試樁結果，進而確定樁側阻力和樁端阻力參數(shù)；O-cell試樁中上樁與下樁之間相互作用的程度，如何分析

2、上、下樁之間的相互作用；上樁在O-cell試樁時受樁底上頂作用，而在傳統(tǒng)靜荷試驗時相應上樁段受樁頂下壓作用，加載方式對上樁樁側阻力性能的影響機制和考慮方法；最后，如何利用O-cell試樁結果合理確定在豎向荷載下整樁的荷載沉降曲線。
　　為研究以上問題，本文建立了O-cell試樁樁土體系和傳統(tǒng)靜荷試樁樁土體系的模擬分析模型，模型由樁、樁周土和樁土接觸面三部分組成，采用有限元法對樁土體系受力進行分析，樁采用線彈性力學模型，樁周土采用鄧

3、肯-張力學模型,樁土接觸面采用無厚度的Goodman單元，并采用雙曲線型剪應力-切向位移差的力學模型。O-cell試樁樁土體系中荷載箱頂面與底面以荷載邊界模擬。
　　本文提出了通過擬合 O-cell荷載位移曲線和各級樁軸力曲線確定樁土接觸面和樁周土力學模型參數(shù)的方案，并給出了擬合過程中調整模型參數(shù)的原則和細節(jié)。通過對一個實際工程O-cell試樁結果的擬合分析驗證了本文提出的確定樁側阻力和樁端阻力參數(shù)方案的可行性。
　　本文利

4、用O-cell試樁體系模型模擬分析了上樁樁底單獨加載、下樁樁頂單獨加載、上下樁同時加載三種加載方式下上下樁的性能，通過比較三種加載方式下樁土的變形和受力差異研究了上下樁之間的相互作用及影響程度。結果表明，如果載荷箱位于較好的土層中，在O-cell試樁中上下樁的相互作用影響通常很小，可以忽視不計。實際上，在工程實踐中，載荷箱通常都放置在較好的土層中。同時研究表明，場地土層條件、樁長、樁徑對O-cell試樁中上下樁相互作用影響程度很小，可以

5、忽略。
　　本文不考慮樁端阻力模擬分析了在樁頂下壓、樁底上頂、樁頂上拉三種加載方式下樁的性能，研究了加載方式對樁側阻性能的影響機制。比較三種加載方式的分析結果發(fā)現(xiàn)，在樁頂上拔和樁底上頂兩種加載方式下，豎向荷載引起的附加樁側向應力比為負，使總的樁側向壓應力減小，而在樁頂下壓加載方式下，豎向荷載引起的附加樁側向應力比為正，使總的樁側向壓應力增加。另外，研究了土的類型、樁長、樁徑對不同加載方式下附加樁側向應力比的影響?；谏鲜鼋Y果，本文

6、認為不同加載方式的附加樁側向應力的不同應是其側阻力不同的根本原因。
　　基于上述關于不同加載方式下樁側阻力不同的機制研究，建立了一個可以考慮接觸面?zhèn)认驂簯佑|面力學參數(shù)影響的模型，該模型給出了在加載過程中接觸面的最終剪應力值 ult、最大切向剛度K與樁側向壓應力比之間的關,max系，并基于破壞時樁土相對位移等效原則給出了確定該模型中的關鍵參數(shù)——等效側壓力比的方法。利用所建立的模型可以由樁底上頂加載時接觸面力學參數(shù)確定樁頂下壓

7、時接觸面力學參數(shù)。反之，也是適用的。采用所建立的模型考慮加載方式對樁側阻力的影響，利用樁底上頂?shù)臏y樁資料對樁頂下壓時樁的性能進行了模擬分析。分析結果表明，樁頂下壓加載方式下的樁承載力比樁底上頂加載方式下樁的承載力有明顯的提高，其提高的程度與工程經(jīng)驗相一致。
　　本文考慮加載方式對上樁側阻力的影響，建立了兩個由O-cell試樁結果確定整樁P-S曲線的途徑。對一個O-cell試樁實例的分析表明，本文所提供的方法是可行的。本文方法能提供

8、一條包含直線段、過渡段和破壞段的整樁完整的荷載沉降曲線，完全適用于按有關規(guī)范規(guī)定的準則確定整樁的極限承載力，與現(xiàn)有其他方法所確定的整樁荷載沉降曲線比較表明：等位移法和等荷載法由于沒有考慮上樁的壓縮量，所確定的荷載沉降曲線顯著地低估了樁頂沉降；簡化法和精確法所給出整樁荷載沉降曲線與本文方法 A和方法 B確定的整樁荷載沉降曲線的相應段較為接近，但這一點還需進一步驗證，然而這兩種方法只能提供僅包括直線段和部分過渡段的不完整的整樁荷載沉降曲線；