砂性土中钢管桩水平承载特性模型试验

摘要

cqvip:为探究不同桩径的钢管桩水平承载特性及桩土相互作用机理,通过水平荷载作用下钢管桩承载特性的模型试验和PIV(particle image velocimetry)成像技术,研究桩径对钢管桩水平承载特性的影响及桩土界面受力机理。室内试验包括半模型和全模型试验,半模型试验主要分析桩在加载至破坏过程中桩侧位移的变化情况,全模型试验主要分析桩在加载至破坏过程中桩侧位移、弯矩及桩身剪力的变化情况。试验中通过采集桩身各截面应变、桩顶应力、桩顶及土层沉降、桩周土压力等数据实现对桩土相互作用过程的观测,并通过对试验数据的处理和分析,得到水平荷载作用下桩-土相互作用的规律。结果表明,桩径大小对其水平承载力影响较大,尺寸效应的影响在非线性阶段表现十分明显;钢管桩在水平荷载作用下其最大弯矩点在桩身中部靠上位置,且随着荷载的增加最大弯矩点向下移动,故在设计过程中可重点验算桩身中部附近的抗弯承载力;桩的刚柔性也是影响桩内力分布及桩侧土体发挥的关键因素;桩侧土体位移主要集中于5倍桩径以上位置,浅层土体对于抵抗水平荷载发挥关键性作用。