地下水对多年冻土区桩基承载性能的影响研究

摘要

随着全球气温的升高,降水增加以及地下冰融化,将改变冻土区水文地质,极大地增加地下水出现的可能性,地下水作为动态的热源将威胁冻土区桩基工程的服役性能.为探究地下水对多年冻土区桩基温度场及承载性能的影响,基于查拉平大桥桩基的地勘资料及传热学理论建立冻土区桩基的热分析模型,在考虑大气温度升高的条件下,分别对无地下水及距离桩底5 m处温度为0.6,0.8℃ 和1.0℃ 地下水桩基的温度场进行30年的预测,并计算桩基容许承载力,分析地下水对桩基承载力的影响.结果表明,地下水的存在对多年冻土区温度场造成剧烈的扰动,使得周围冻土升温甚至融化,且0.6,0.8℃ 及1.0℃ 的地下水在30年后的融化范围分别为9.18,11.17 m及13.22 m,与大气温度升高相比地下水对桩基温度场的影响范围更为广泛.因地下水的作用减弱了桩-土界面的冻结强度及桩端土体的承载性能,在0.6,0.8℃ 及1.0℃ 地下水作用下,桩基容许承载力损失率分别为27.62％,32.54％及33.84％,造成桩基承载力严重下降.