本文關(guān)鍵詞： 管樁 靜載試驗 承載機理 擠土效應(yīng) 細觀模擬　出處：《廣西科技大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：紅粘土具有特殊的性質(zhì),不同于一般的砂土和粉質(zhì)粘土,而在我國某些地區(qū)紅粘土地質(zhì)分布非常廣泛,研究紅粘土地質(zhì)條件下的管樁沉樁問題及其承載機理問題很有必要。本文通過室內(nèi)模型試驗及顆粒流數(shù)值方法,在紅粘土介質(zhì)(上硬下軟)中做閉口管樁靜載試驗,探究紅粘土介質(zhì)中靜壓管樁的承載機理及群樁擠土效應(yīng)。本文的主要工作和研究成果如下:(1)本文利用自主設(shè)計的可視化模型箱,對紅粘土地質(zhì)的靜壓管樁進行室內(nèi)模型試驗研究,分別作出不同樁徑的Q-s曲線、樁身軸力分布圖及樁側(cè)摩阻力分布圖。考慮不同樁徑在不同土層的靜載試驗,對比分析不同工況下樁端阻力、樁側(cè)摩阻力的變化規(guī)律,揭示出紅粘土介質(zhì)中靜壓管樁的承載機理。室內(nèi)模型試驗結(jié)果表明,當樁端位于不同紅粘土土層時,樁身軸力分布規(guī)律不同、樁側(cè)摩阻力的峰值出現(xiàn)在不同深度處,側(cè)摩阻力在不同深度處發(fā)揮程度不同,群樁擠土會導致樁體上浮,從而對樁基承載力有一定的影響。(2)本文通過工程實例分析了群樁擠土效應(yīng)對樁基承載力的影響�，F(xiàn)場靜載試驗表明,在紅粘土地質(zhì)中靜壓大量管樁導致了樁基承載力降低40%左右,經(jīng)過復壓之后,其承載力得到了大幅提高。(3)本文基于室內(nèi)模型試驗,應(yīng)用PFC2D顆粒流數(shù)值方法模擬在紅粘土介質(zhì)(分層介質(zhì))的管樁靜載試驗,建立合理的管樁顆粒流數(shù)值仿真模型,通過顆粒流方法研究管樁靜載過程中各宏細觀參數(shù)的變化規(guī)律,可以彌補現(xiàn)有量測設(shè)備的不足,揭示沉樁過程中土體的宏細觀演化機理。顆粒流數(shù)值方法研究結(jié)果表明,在沉樁過程中,水平方向的位移隨著離樁軸線的距離的增加而減小,其主要影響范圍大約為7倍的樁徑;樁端應(yīng)力遠大于樁側(cè)應(yīng)力,表明樁頂荷載主要由樁端來承擔;沉樁過程中樁端土體孔隙率降低,密實度增大,平均接觸數(shù)增大;樁側(cè)土體孔隙率增大,密實度降低,平均接觸數(shù)減低,滑動比例增大;從特征點的軌跡可以看出,群樁擠土時不同深度處的土體運動軌跡不同,某一深度以下的土體向下擠密,而此深度以上的土體會向上隆起。
[Abstract]:Red clay has special properties, which is different from sand and silty clay in general, but it is widely distributed in some areas of China. It is necessary to study the piling problem and its bearing mechanism under the red clay geological condition. In this paper, the static load test of the closed pipe pile is done in the red clay medium by the laboratory model test and the particle flow numerical method. This paper explores the bearing mechanism of static pressure pipe piles in red clay medium and the compaction effect of pile groups. The main work and research results of this paper are as follows: 1) in this paper, we use the visual model box designed by ourselves. The static pressure pipe pile in red clay geology is studied by laboratory model test. Q-s curves of different pile diameters, axial force distribution map of pile body and frictional resistance distribution map of pile side are made respectively. The static load tests of different pile diameters in different soil layers are considered. By comparing and analyzing the variation law of pile end resistance and pile side friction under different working conditions, the bearing mechanism of static pressure pipe pile in red clay medium is revealed. The results of indoor model test show that when the pile end is located in different red clay soil layer, The axial force distribution law of pile body is different, the peak value of pile side friction appears at different depth, and the side friction is different in different depth. Therefore, it has certain influence on the bearing capacity of pile foundation. (2) this paper analyzes the effect of pile compaction on the bearing capacity of pile foundation through engineering examples. In the red clay geology, the bearing capacity of pile foundation is reduced by about 40% due to a large number of pipe piles under static pressure. After recompression, the bearing capacity of pile foundation is greatly improved. PFC2D particle flow numerical simulation method is used to simulate the static load test of pipe pile in red clay medium (stratified medium). A reasonable numerical simulation model of pipe pile particle flow is established, and the variation law of macro and meso-parameters during static loading of pipe pile is studied by particle flow method. The results of particle flow numerical method show that the displacement of horizontal direction decreases with the increase of the distance from the axis of the pile in the piling process, which can make up for the deficiency of the existing measuring equipment and reveal the mechanism of the macroscopical evolution of the soil in the piling process, and the numerical results show that the horizontal displacement decreases with the increase of the distance from the axis of the pile. The main influence range is about 7 times of the diameter of the pile, the stress at the end of the pile is far greater than the stress on the side of the pile, which indicates that the load on the top of the pile is mainly borne by the end of the pile, the porosity of the soil at the end of the pile decreases, the density increases and the average contact number increases during piling. The porosity of pile side soil increases, the compactness decreases, the average contact number decreases, and the sliding ratio increases. And above this depth of soil experience upward uplift.
【學位授予單位】：廣西科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU473.1

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本文編號：1554162