振冲碎石桩复合地基抗剪机制的模型试验研究

摘要

为了研究某工程振冲碎石桩砂质粉土复合地基剪切变形机制和强度特性,采用大型叠环剪切仪开展了两组不同桩体置换率下的碎石桩复合地基模型试验。对剪应力与剪应变、不同应力状态下复合地基变形及开挖断面进行了系统分析,研究结果表明:砂质粉土复合地基呈弹塑性体的特征,应力水平线S=0.5可大致作为弹塑性体的分界线;在复合地基大变形剪切过程中,桩土具有很好的变形协调性,且随着桩体置换率的提升复合地基剪切变形是被抑制的;目前少数明确提出复合地基抗剪强度计算公式的国家规范都建议桩土应力比n取1,即仅考虑面积置换率因素,这导致不同置换率下复合地基的抗剪强度计算结果相差较小,按规范22.7%置换率相较40.3%置换率φ值仅小1.32°,而试验结果22.7%置换率相较40.3%置换率φ值小3.65°,这表明碎石桩对复合地基抗剪能力的加固机制不仅限于置换率因素,也应考虑其对复合地基整体排水效果的改变等因素。