侧向约束砂桩受力与破坏机理初探

摘要

我国软土地基类别多，分布广，软土地基压缩性高、渗透性低、固结变形持续时间长，如何改善软土特性，使之满足工程要求成为设计与施工中的重要问题。近十多年来，砂桩法由于其施工简便、造价低廉、加固效果良好、无污染等优点，在软土地基处理中得到了广泛应用。然而，由于散体材料与土体相互作用杌理的复杂性，加上测试手段的局限性，对散体材料桩复合地基的承载机理及其计算理论尚处于探索阶段，尤其是对砂桩周围人为施加侧限作用（围箍）后，砂桩的承载力和破坏模式的如何变化的问题的研究还很少有公开报道。
　　根据砂桩复合地基桩土相互作用机理，采用不同抗拉强度的薄板材料作为包裹材料制作成封闭圆筒模子，在圆筒模子内部分层充填砂子制作砂桩模型桩。圆筒模子为内部充填砂子提供侧限力，用于替代砂桩复合地基中桩间土对砂桩提供的侧向约束力，并基于单桩静载荷试验进行了以下研究:
　　1、利用自行设计的室内加载装置对砂桩模型桩进行加载试验，初步探讨了包裹材料强度、充填材料的压实密度和围箍截面积等因素对模型桩竖向承载力的影响以及模型桩的破坏模式，验证了模型桩设计和模型试验的合理性;
　　2、通过拉伸试验研究了不同包裹材料的抗拉强度，并用不同抗拉强度的包裹材料制成的砂桩模型桩进行了室内静载荷试验，探讨了包裹材料的抗拉强度与模型桩破坏模式之间的关系;
　　3、使用相同包裹材料制成的砂桩模型桩进行的一系列室内试验，探讨了持力层刚度、砂子压实密度、桩长、桩径对砂桩模型桩极限承载力及其压缩变形的影响。

目录

声明

摘要

1．1 引言

1．2 砂桩的研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．2．3 现状小结

1．3 研究内容

1．4 研究背景与意义

1．5 本章小结

第二章 模型试验的可行性分析

2．1 试验方案

2．1．2 砂桩室内加载装置

2．1．3 静载试验

2．2 模型试验结果

2．3 讨论

2．3．1 压实密度对模型桩极限应力(极限承载力)的影响

2．3．2 桩长对模型桩极限应力(极限承载力)的影响

2．3．3 围箍截面积对模型桩极限应力、极限承载力的影响

2．3．4 侧向约束砂桩破坏模式

2．4 试验结论

2．5 本章小结

第三章 模型桩制作过程中材料的选择

3．1 包裹材料拉伸试验

3．1．1 试验方案

3．1．2 包裹材料应力-应变曲线

3．1．3 拉伸试验结果分析

3．2 粘结剂与搭接长度的选择

3．2．1 试验方案

3．2．2 试验结果

3．2．3 结果分析

3．3 本章小结

第四章 包裹材料模型桩室内验证试验

4．1 试验方案

4．2 试验结果

4．3 结果分析

4．4 本章小结

第五章 模型桩的万能试验机试验

5．1 试验方案

5．1．1 砂桩模型桩制作

5．1．2 加载装置及分组

5．2 试验结果

5．3 结果分析讨论

5．3．1 持力层性质对模型桩极限应力(极限承载力)和压缩变形的影响

5．3．2 压实密度对模型桩极限应力(极限承载力)的影响

5．3．3 桩长对模型桩极限应力(极限承载力)的影晌

5．3．4 侧向约束砂桩破坏模式

5．4 理论公式推导验证模型试验

5．5 本章小结

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢