【摘要】：為探究岸坡后方水平作用力下水位變動時(shí)排架樁體彎矩沿樁身變化規(guī)律,試驗(yàn)設(shè)置7組水位變動方案,在后方40KN水平均布荷載作用下測定樁身應(yīng)變;并分析彎矩變化。結(jié)果表明,與水位上升相比,水位下降時(shí)A樁彎矩平均增量最大,為24.20 N·m;D樁彎矩平均增幅最大,為22.76%;C樁彎矩減小。距坡肩較近的A樁與B樁樁身彎矩隨水位升高而減小,距坡腳較近的D樁樁身彎矩隨水位降低而減小,中部C樁彎矩變化規(guī)律不明顯。水位上升時(shí)各樁身彎矩曲線變化形狀與下降時(shí)一致,水位變動并沒有改變排架結(jié)構(gòu)中樁體彎矩沿樁身分布曲線的形狀,但影響彎矩?cái)?shù)值大小。
【圖文】：

1.2試驗(yàn)?zāi)Ｐ湍Ｐ统叽鐬?m×2m×1.5m，后方水平均布荷載由可控制加荷速率的水平向液壓千斤頂施加。樁身應(yīng)變片與DH3821應(yīng)變測試儀直接相連，與數(shù)據(jù)采集軟件一起組成應(yīng)變測試系統(tǒng)，實(shí)時(shí)記錄樁身應(yīng)變。岸坡框架碼頭模型由岸坡與排架結(jié)構(gòu)組成。岸坡高1.50m，斜坡坡比為1∶2.5，前后水平段為0.75m。4根主樁長2.40m，下部用螺絲緊固于模型槽底部縱軸線上;6段鋼管平行相對，采用點(diǎn)焊分別與各主樁相連，主樁與橫梁構(gòu)成排架結(jié)構(gòu)。各主樁按靠近岸坡坡頂次序依次編號，記為A樁、B樁、C樁與D樁。模型詳細(xì)布置如圖1所示。圖1岸坡排架碼頭模型布置圖Fig.1Terminallayoutofmodeloftheslopeandbentpile1.3試驗(yàn)方案依據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，平穩(wěn)施加后方水平均布荷載，要求無沖擊、無超載。此試驗(yàn)設(shè)定后方均布荷載目標(biāo)值為40kN。荷載施加過程:啟用動力設(shè)備，設(shè)定加荷速率為5kN/min;達(dá)到目標(biāo)荷載后，并在該荷載值保持30min。試驗(yàn)水位分為上升階段與下降階段，兩階段水位高度一致。以模型底部為0.0m，水位高度由固定在模型槽內(nèi)側(cè)壁米尺確定。根據(jù)王俊杰等［11］研究成果，設(shè)定水位上升與下降速率均為16cm/h，上升速率由恒壓水管閥門控制，下降速率由試驗(yàn)槽底部可調(diào)節(jié)開度閥門控制。試驗(yàn)過程:初始按荷載方案施加后方水平均布荷載，隨后以恒定速率升高模型槽內(nèi)水位;水位上升至某一試驗(yàn)水位后，停止注水并保持2h;全過程均記錄樁身彎矩應(yīng)變。水位下降階段的試驗(yàn)需先將水位升高至最高水位并保持6h后降落至所需試驗(yàn)水位方可進(jìn)行試驗(yàn)，，其他操作流程與上升階段一致。詳細(xì)步驟如表2所示。表2試驗(yàn)水位變動方案Table2Waterlevelchanginginthetestprogram方案水位值/m歷時(shí)/h備注10.0+0初始無水狀態(tài)20.5+3水位從0.0m上升至0.5m30.9+6水位從0.0m上升至

圖2A樁彎矩沿樁身分布曲線Fig.2BendingmomentcurvesalongthepileofA圖3A樁樁身1m處彎矩隨水位變化曲線Fig.3ThecurvesofwaterlevelchangecausingbendingmomentforpileofAat1m即B樁體在水位下降時(shí)受到岸坡土體作用力要大于水位上升時(shí)的力;在0.0～1.7m區(qū)段，水位為1.3m時(shí)，同一測點(diǎn)樁身彎矩值均大于其余水位工況;1.3～2.4m段，曲線簇變化趨勢不明顯。整個曲線簇正負(fù)彎矩分界點(diǎn)集中在1.5～1.7m處。圖4B樁彎矩沿樁身分布曲線Fig.4BendingmomentcurvesalongthepileofB水位上升階段，在樁身0.0～1.0m段，樁身彎矩均為隨水位上升而逐步增大，隨后都減小，其中水位0.0+m與1.3m間彎矩差值最大;水位為0.9m與1.3m的曲線變化趨勢一致，同一測點(diǎn)彎矩的差值沿樁身逐步增大，在1.2m處達(dá)到最大值，為32N·m。水位下降階段，各工況下樁身彎矩值先負(fù)向減小后增大，均在0.8m處達(dá)到最小值;1.8～2.4m段，彎矩處于波動狀態(tài)。水位為0.9m和1.3m的曲線表明:同一測點(diǎn)彎矩的差值沿樁身先減小后增大，同在1.2m處達(dá)到最大值，為30.5N·m。圖4表明，水位變動過程，B樁樁身負(fù)彎矩最值出現(xiàn)在0.8m處。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制樁身彎矩最值隨水深變化的關(guān)系曲線，如圖5。水位在0.0～0.5m時(shí)，曲線斜率隨著水位上升而減小，隨水位下降而增大。0.0～0.5m段曲線斜率大于0.5～1.3m，這說明高水位變動彎矩值最值變化幅度大于低水位狀態(tài)。圖5B樁樁身0.8m處彎矩隨水位變化曲線Fig.5ThecurvesofwaterlevelchangecausingbendingmomentforpileofBat0.8m2.3C樁樁身各測點(diǎn)彎矩隨水位變動分析圖6中，不同水位下C樁彎矩隨樁身變化的曲線簇分別在0.0～1.5m段和1.5～2.4m段呈兩反“S”型順連。所有曲線緊鄰并在狹小范圍變化，這表明水位變化對C樁彎矩影響較校樁身0.8m、1.
【作者單位】： 重慶交通大學(xué)國家內(nèi)河航道整治工程技術(shù)研究中心;重慶交通大學(xué)水利水運(yùn)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：重慶市教委科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(KJ130412)資助
【分類號】：U656.1

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2523371