自由约束条件下分层地基中PHC能源桩热力响应原型试验研究

摘要

现场PHC能源桩在分层地基中的热力学响应研究相对较少。通过现场原型试验,对位于分层土地基中PHC能源桩热学响应及力学特性进行试验研究,并结合桩周土孔压静力触探试验(CPTU)与钻孔取样试验分析能源桩的热–力学响应特征。结果表明:桩身温度总体分布较均匀,平均上升20.0℃,桩两端与高热导率土层处温度较低,分层地基的换热能力不均对桩温增长量产生显著影响;桩身内产生压应力,其中最大桩身应力为4.70 MPa,桩底应力为3.77 MPa;中性点在16.3 m深左右,位于靠近桩下端2/3桩长处,且位置不变;对比其他现场试验发现,桩身附加应力大小与桩侧土强度、成桩工艺与桩型有关;桩上部出现负摩阻力,下部产生正摩阻力,其中负摩阻绝对值较大,其原因可能是由于两端桩–土相对位移大小不同。最后,依试验结果提出一种简化的桩–土相对位移与桩身应力分布形式。