矩形與圓形截面抗滑樁離心模型試驗(yàn)及顆粒流數(shù)值模擬研究.pdf

1、抗滑樁作為一種非連續(xù)性支擋結(jié)構(gòu)，依靠樁身及樁間土拱實(shí)現(xiàn)連續(xù)支擋作用。根據(jù)施工工藝不同，樁身有矩形、圓形等多種截面形式。其中矩形截面形式簡單，受力性能較好，在實(shí)際工程中較為常用。近幾年來，隨著對施工效率的要求提高和施工機(jī)械性能發(fā)展，與機(jī)械成孔工藝相配套的圓形抗滑樁也開始得到廣泛應(yīng)用，但目前對圓形樁的受力變形特性、樁土相互作用特征等工作機(jī)理尚不明確。
　　在總結(jié)分析已有樁土相互作用理論、試驗(yàn)和數(shù)值模擬研究成果的基礎(chǔ)上，分別采用等抗彎剛

2、度條件下矩形與圓形抗滑樁土工離心模型試驗(yàn)，研究比較了兩類樁型的荷載響應(yīng)及樁土傳力特征差異;并通過二維顆粒流數(shù)值計(jì)算，分析了樁間距的影響，討論了抗滑樁的樁土整體承載力、樁間土拱效應(yīng)及樁土荷載分擔(dān)比，初步得到了以下結(jié)論:
　　(1)在土工離心模型試驗(yàn)中，隨滑坡推力逐級加載，相對于圓形樁，矩形樁樁間土體整體移動(dòng)較更小，樁間土先整體塊狀后呈散碎狀剝落形成土拱，依靠土體與樁迎土面相互擠壓形成拱腳，剝落掉的樁間土整體呈塊狀，側(cè)面光滑并呈上寬下

3、窄倒梯形;圓形樁周圍土體整體移動(dòng)較矩形樁大，樁間土呈大量散碎狀剝落，樁周土沿樁身側(cè)面出現(xiàn)繞流現(xiàn)象，土拱現(xiàn)象相對不明顯。
　　(2)在離心場逐級加載的滑坡推力作用下，通過元器件測試出圓形樁的樁頂位移約為等截面抗彎剛度矩形樁的71％～91％，兩者最大樁頂位移與懸臂段長度之比分別為4.1‰和4.5‰;兩者滑坡推力和截面彎矩沿懸臂段均呈梯形分布;相同高度處圓形樁的滑坡推力約為矩形的44％～98％;截面彎矩約為矩形樁43％～114％。

4、>　　(3)在顆粒流模擬中，隨加載墻位移增大，樁前土應(yīng)力集中，樁間土依靠樁側(cè)摩擦支撐。矩形樁的樁間土被整體擠出但未出現(xiàn)繞流;隨樁間距增大，樁間土拱矢高降低，樁身承擔(dān)荷載比例上升。圓形樁繞流趨勢明顯且易發(fā)生荷載偏移，樁間土拱對抗滑樁的荷載分擔(dān)比例影響較小。
　　(4)計(jì)算模型中，隨加載墻位移增大樁土承擔(dān)總荷載和各樁阻滑力達(dá)到峰值后遞減，土拱承擔(dān)的荷載呈波動(dòng)上升趨勢。矩形樁最大承載力在樁間凈距比為1.5～3.0時(shí)下降迅速;在3.0～4