重塑濕陷性黃土樁基單樁橋梁基礎(chǔ)承載特性模型試驗研究.pdf

1、隨著我國社會發(fā)展的進步，工程類行業(yè)在突飛猛進，尤其是大西北開發(fā)也越來越廣泛，逢山開路、遇水架橋在大西北也得到了驗證。西北地區(qū)屬于黃土高原，在進行工程建設(shè)時，黃土的濕陷性是一大困擾，尤其是對樁基礎(chǔ)承載特性的影響，這也是本文進行試驗研究的目的。
　　黃土濕陷性的測試大多通過現(xiàn)場浸水試驗，當(dāng)進行模型試驗研究時，受過擾動的濕陷性黃土相關(guān)性質(zhì)會發(fā)生變化，為了研究重塑濕陷性黃土對單樁橋梁基礎(chǔ)承載特性的影響規(guī)律，本文依托科研項目《黃土濕陷性對橋

2、梁樁基礎(chǔ)的影響規(guī)律研究》，采用室內(nèi)土工試驗、室內(nèi)模型試驗和數(shù)值模擬相結(jié)合的方式進行了研究分析。現(xiàn)將試驗結(jié)果和所得結(jié)論歸納如下:
　　(1)通過室內(nèi)土工試驗對擾動黃土的物理和力學(xué)性質(zhì)進行了研究，得到擾動黃土的最佳含水率、最大干密度、液塑陷以及土體的內(nèi)摩擦角和粘聚力。通過黃土濕陷試驗，得到擾動土的濕陷性與浸水壓力、壓實度和含水率的關(guān)系，根據(jù)結(jié)果并結(jié)合現(xiàn)場土質(zhì)情況，選取合適的初始含水率和壓實度，為后續(xù)室內(nèi)模型試驗墊下基礎(chǔ)。
　　(

3、2)通過室內(nèi)模型試驗研究了重塑濕陷性黃土對混凝土單樁橋梁基礎(chǔ)的極限承載特性和摩阻力分布影響，依據(jù)相似性原理和量綱分析，制作了模型樁體，其尺寸為高H=650mm、直徑D=80mm。通過布置測試元件，得到樁身軸力和摩阻力分布情況以及土體濕陷變形和樁體沉降值，并根據(jù)結(jié)果繪制了相應(yīng)的關(guān)系曲線圖，分析了濕陷性黃土對混凝土單樁基礎(chǔ)承載力學(xué)特性影響。
　　(3)通過對樁土體系在未浸水和浸水條件下的豎向承載模型試驗研究，得到兩種工況下的樁基極限承

4、載荷載基本一樣，但浸水條件下的樁體下沉量比未浸水時的樁體下沉量大許多。
　　(4)通過對樁側(cè)負摩阻力試驗研究，得到樁土體系在先加載后浸水條件下的負摩阻力發(fā)生在樁體中上部分，其分布呈“拋物線”狀，在先浸水后加載條件下的負摩阻力呈“鋸齒”狀分布，樁體承載力發(fā)生明顯的降低趨勢。
　　(5)基于有效應(yīng)力法，采用ABAQUS/Stander有限元軟件對室內(nèi)模型試驗進行數(shù)值模擬，得到樁土體系在施加荷載及浸水過程中模型位移云圖和應(yīng)力云圖，