【摘要】：為探討中密砂土地基中樁頂水平力(H)與扭矩(T)組合作用單樁的承載特性,研制了適合于室內(nèi)砂箱模型試驗的H-T組合加載裝置,并通過對比試驗獲得不同H-T大小組合與加載順序(H→T或T→H)下的樁身內(nèi)力變形與承載力,及其對樁身承載特性的相互影響曲線,結(jié)果表明:相比單一受荷時的水平或扭轉(zhuǎn)極限承載力(H_u或T_u),H-T組合作用會導致樁身承載力減小,且H→T要比T→H的影響要明顯,如先施加2/3T_u時樁身水平承載力減小約12.4%,而先施加2/3H_u后的樁身扭轉(zhuǎn)承載力減幅達48.5%,故不能簡單基于疊加原理評估組合受荷時的承載力。在此基礎上,引入能反映水平力對樁身扭轉(zhuǎn)承載力影響的樁側(cè)扭轉(zhuǎn)土抗力放大因子α_(TH),基于桿系有限元和m法建立了考慮樁周土約束及H-T耦合效應的樁身單元綜合剛度矩陣,進而用MATLAB編制了H-T組合受荷樁的改進桿系有限元法計算程序,并將其結(jié)果與模型試驗值進行對比分析。
【圖文】：

、外徑分別為29．5mm和32mm，泊松比為0．3。沿樁身8個截面(隔100mm)的兩正交方向粘貼應變片(BX-120-3AA型)測試加載過程中的樁身剪切和彎拉(壓)應變(參見圖4)，應變片用AB膠粘貼保護后采用打孔方式從樁管內(nèi)引出其導線，并于樁身外表面用502膠均勻粘貼一層試驗所用細砂來改善樁身表面粗糙度［12］。(2)模型樁布置試驗模型箱內(nèi)凈空尺寸(長×寬×高)為1200mm×600mm×1000mm，箱內(nèi)模型樁平剖面布置分別如圖1和圖2所示，模型樁間距及與箱壁距離分別約15倍和11．25倍樁身外徑D，以防止樁間相互影響及邊界效應。圖1模型樁平面布置Fig．1Planelayoutofmodelpiles圖2模型樁剖面布置(單位:mm)Fig．2Profilelayoutofmodelpiles(unit:mm)(3)加載與測試裝置為保證樁頂?shù)乃搅和扭矩能獨立分級施加，自行研制了加載裝置(如圖3):為減小彎矩影響，水平力H加載點緊貼砂面。將砝碼重量通過設計的可移動力臂裝置轉(zhuǎn)化為扭矩T，力臂長l=0．1m，與滑輪固定于同一水平面，測得滑輪1和2的摩擦系數(shù)μ1=0．925，滑輪3為μ2=0．871，則樁頂施加的H和T分別為μ2G和μ1lcosθG，其中G為砝碼重量，θ為樁頂扭轉(zhuǎn)角。圖3試驗加載裝置示意圖Fig．3Schematicdiagramoftheloadingdevice位移測量:在樁身與砂面交接處安設一百分表(量程10mm)測量H作用方向的樁身水平位移x;由固定于樁頂?shù)牧拷瞧鳒y量扭轉(zhuǎn)角ψ，為減小樁身轉(zhuǎn)動引起的讀數(shù)誤差，于地面設置由滑槽、滑桿和細線組成的輔助觀測裝置，其細線與兩滑桿連接后可在固定滑槽上平行移動，待預加荷載穩(wěn)定后，細線應緊貼量角器并與其零刻度線對齊。應變測量:沿樁身8個截面均勻設置的8組應變片中，每組正交布置兩類應變片(如圖4):一直徑方向采用45°角方向布置兩枚相互垂直的應?

響規(guī)律。1模型試驗1．1試驗裝置及檢測方法(1)模型樁制作模型樁材料采用Q235型鋼管，，長1000mm，內(nèi)、外徑分別為29．5mm和32mm，泊松比為0．3。沿樁身8個截面(隔100mm)的兩正交方向粘貼應變片(BX-120-3AA型)測試加載過程中的樁身剪切和彎拉(壓)應變(參見圖4)，應變片用AB膠粘貼保護后采用打孔方式從樁管內(nèi)引出其導線，并于樁身外表面用502膠均勻粘貼一層試驗所用細砂來改善樁身表面粗糙度［12］。(2)模型樁布置試驗模型箱內(nèi)凈空尺寸(長×寬×高)為1200mm×600mm×1000mm，箱內(nèi)模型樁平剖面布置分別如圖1和圖2所示，模型樁間距及與箱壁距離分別約15倍和11．25倍樁身外徑D，以防止樁間相互影響及邊界效應。圖1模型樁平面布置Fig．1Planelayoutofmodelpiles圖2模型樁剖面布置(單位:mm)Fig．2Profilelayoutofmodelpiles(unit:mm)(3)加載與測試裝置為保證樁頂?shù)乃搅和扭矩能獨立分級施加，自行研制了加載裝置(如圖3):為減小彎矩影響，水平力H加載點緊貼砂面。將砝碼重量通過設計的可移動力臂裝置轉(zhuǎn)化為扭矩T，力臂長l=0．1m，與滑輪固定于同一水平面，測得滑輪1和2的摩擦系數(shù)μ1=0．925，滑輪3為μ2=0．871，則樁頂施加的H和T分別為μ2G和μ1lcosθG，其中G為砝碼重量，θ為樁頂扭轉(zhuǎn)角。圖3試驗加載裝置示意圖Fig．3Schematicdiagramoftheloadingdevice位移測量:在樁身與砂面交接處安設一百分表(量程10mm)測量H作用方向的樁身水平位移x;由固定于樁頂?shù)牧拷瞧鳒y量扭轉(zhuǎn)角ψ，為減小樁身轉(zhuǎn)動引起的讀數(shù)誤差，于地面設置由滑槽、滑桿和細線組成的輔助觀測裝置，其細線與兩滑桿連接后可在固定滑槽上平行移動，待預加荷載穩(wěn)定后，細線應緊貼量角器并與其零刻度線對齊。應變測量:沿樁身8個截面均勻
【作者單位】： 湖南大學;建發(fā)房地產(chǎn)有限公司;
【基金】：國家自然科學基金(51378197,51578231)
【分類號】：TU441;TU473.1

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本文編號：2542466