《超長細比路堤樁屈曲理論分析及透明土模型試驗研究》是依託河海大學，由陳永輝擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：超長細比路堤樁屈曲理論分析及透明土模型試驗研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳永輝
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
目前超長細比路堤樁在工程中得到越來越多地套用，其屈曲臨界荷載驗算是單樁承載力校核中一項重要內容，而路堤樁的屈曲問題研究尚少，其計算理論已成為路堤樁承載力校核及理論研究中亟待解決的問題。本項目針對超長細比路堤樁區別於傳統大直徑樁基的特點，改進和完善樁屈曲分析傳統方法的局限和不足之處，通過理論研究、透明土模型試驗和足尺模型試驗等，改變以往分析時樁周土作用僅為單側土體抗力的方法，通過考慮位移的樁兩側土壓力合理分析來模擬樁側土對屈曲的影響，研究符合路堤樁受力變形特點的樁頂、樁端合理約束形式、判定準則及撓曲線形式。考慮主要影響因素，採用尖點突變理論，建立不同樁頂、樁端約束形式下屈曲破壞尖點突變模型，用於路堤樁屈曲問題的分析。該課題的研究不僅對超長細比路堤樁或其它工程樁的屈曲問題研究有推動和豐富作用，滿足工程所需，對樁承式加筋路堤的計算理論、透明土試驗技術的發展和完善等方面也將起到積極作用。
結題摘要
沿海及內地湖泊地區存在著眾多複雜深厚軟弱軟土地基，往往需要在其上建設居住房屋、高速公路、鐵路、碼頭等建築物或構築物等。在過去的半個世紀中將超長細比路堤樁打入在地表下相當大深度的做法逐漸開始增多，這種類型的基礎主要包括支撐近海面的樁、高速公路橋、高層建築樁基等，這些樁均打入下部穩定持力層內。然而，在豎向荷載作用下，當樁周存在軟弱土體或可液化土體或砂時，不同類別超長細比路堤樁均存在屈曲的可能。本文通過理論分析、室內試驗、足尺模型試驗、（透明土）模型試驗等對超長細比路堤樁可能存在的屈曲穩定問題進行了研究，在一定程度上揭示了超長細比路堤樁屈曲臨界荷載判定方法並建立了超長細比路堤樁屈曲臨界荷載計算算法。獲得的主要結論如下： （1）樁的屈曲穩定特性與豎向載入方式有關。在試驗過程中，當荷載即將達到屈曲臨界荷載時需改變等應力載入方式為等應變載入，可獲得樁在屈曲過程中及屈曲後樁頂荷載沉降曲線變化規律。 （2）細長混凝土樁荷載-沉降曲線在屈曲過程中會呈現鋸齒形變化形式，但波動現象並不明顯。當進行兩次或三次試載入（等應變載入）後荷載未明顯增加但是樁頂沉降卻變化極大，樁身出現破壞，即可判定豎向荷載已達到屈曲臨界荷載。 （3）混凝土材料為脆性材料，屈曲臨界荷載與屈曲破壞荷載之間差別較小，在工程套用中可近似認為為樁屈曲臨界荷載≈樁屈曲破壞荷載，後者更易在試驗中獲得。 （4）建立了常見樁端嵌固形式下考慮樁兩側土體對樁屈曲的“推動”和“阻止”作用的樁屈曲臨界荷載計算方法，並進行極限主、被動位移計算方法探索及計算方法合理性驗證。 （5）通過超長細比路堤樁模型試驗驗證了本文提出計算方法的合理性。計算結果為試驗結果的0.6~0.8倍。並將本文提出計算方法與傳統計算方法進行了對比。僅考慮單側土體作用計算屈曲臨界荷載為考慮兩側土體作用結果的15.6倍，傳統“m法”計算結果為本文提出計算方法的2.0~3.9倍。 （6）通過透明土模型試驗獲得了細長樁屈曲過程中的撓曲線及樁周土體的位移變化情況。試驗表明樁端約束形式不同的路堤樁屈曲變形取決於樁身強度和長細比的變化。
