竖向受荷螺杆桩承载变形特性模型试验

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竖向受荷螺杆桩承载变形特性模型试验
陈亚东1,王安汀2,蔡江东1,孙华圣1
(1.淮阴工学院,江苏淮安223001;2.南京工业大学,江苏南京210009)
[摘要]采用基于数字图像相关技术的室内模型试验方法,对竖向荷载作用下螺杆桩的承载特性、桩周土体变形渐进发展规律开展研究。研究结果表明:螺杆桩Q-S曲线呈缓降型,螺杆桩整体承载力较等直径单桩提高近30%。螺杆桩桩周土体变形可以分为3个区域,即直杆段竖向变形区、螺纹段剪压变形区以及桩端孔穴扩张变形区。直杆段位移影响范围与等直径单桩基本一致:螺纹段位移影响范围约为2D,而等直径单桩约为D:桩端土体水平位移分布宽度明显大于等直径单桩,竖向位移沿深度方向渐进衰减。

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内容摘抄:

1 室内试验设计
1. 1 试验装置
基于数字图像相关技术的试验装置由模型箱、数字相机、加载系统、数据采集系统和计算机等几部分组成[12⁃13]。 箱体长、宽、高分别为 1. 5,0. 6,1. 5m,箱体由工字钢和角钢焊接而成,箱体的正面为高透光率钢化玻璃,用于观测螺杆桩桩周土体变形和摄取加载过程的数字图像(见图 1)。

2 试验结果分析
2. 1 荷载⁃沉降关系
图 3 为螺杆桩与等直径单桩荷载⁃沉降曲线对比图,Q 为桩顶荷载,S 为桩顶沉降。

3 结语
1)单桩的 Q⁃S 曲线呈陡降型,而螺杆桩的 Q⁃S曲线呈缓降型,螺纹段下部叶片周围土体承载力较早得到发挥,螺纹段和桩端土体承载力较单桩发挥更好, 螺 杆 桩 整 体 承 载 力 较 等 直 径 单 桩 提 高近 30% 。
2)螺杆桩直杆段桩土间显著相对运动发生在桩身附近,远离桩身位移快速减小,加载后期桩周土体位移基本保持不变,其影响范围约为 1D,与等直径单桩基本一致。
3)螺纹段周围土体位移随着荷载增加逐步向水平向和竖向扩展,首级和最下一级叶片处位移较为显著,桩土相对位移由上至下逐渐增加,螺纹段位移影响范围约为等直径单桩的 2 倍,螺纹段桩土相互作用更显著。

(略)

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