湛江组结构性黏土中桩基水平承载性状试验研究

作     者：郭凡夫 

作者单位：武汉科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：汤斌

授予年度：2017年

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：桩基础 单桩 水平承载力 湛江黏土 结构性黏土 模型试验 

摘      要：分布在我国湛江地区的灰色黏土以其特有的工程特性引起了学术界和工程界的广泛关注。湛江地区上覆土层的土质特殊,天然地基已无法满足目前高层建筑的承载要求,桩基础在当地有着广泛的应用需求。由于湛江组灰色黏土具有强烈的结构性,导致湛江组结构性黏土中桩基的水平承载性状复杂,已有的桩基设计计算理论和方法应用于湛江组结构性黏土桩基水平荷载作用下的承载力计算时,其计算值与实测值或多或少会存在一定的误差。因此本文拟在国内外关于湛江组结构性黏土力学特性和桩基承载性状研究的基础上,通过现场模型试验对湛江组结构性黏土中桩基的水平承载性状进行研究,分析水平荷载对湛江组结构性黏土桩基工作性状的影响规律,为湛江组结构性黏土中桩基的设计及施工提供参考。本文主要研究工作及成果如下:1.针对湛江地区的土层分布情况,结合当地的钻探资料,初步确定试验场地范围,然后对所选场地范围进行详勘,分析土样并确定模型试验的试验场地。2.设计并最终确定包括模型桩、试验加载装置以及数据采集系统在内的整套试验装置。选取材质和桩径相同、桩长不同的3组模型桩,采用单向多循环加载法,在湛江组结构性黏土中进行单桩水平静载现场试验。3.根据模型试验所得数据绘制桩顶水平荷载-时间-桩顶水平位移曲线、桩顶水平荷载-位移梯度曲线以及桩身弯矩、剪力、桩侧土抗力沿入土深度变化的曲线。结果表明:在水平荷载作用下,湛江组结构性黏土中单桩的水平临界荷载Hcr和极限承载力Hu与入土桩长呈正相关关系;桩身弯矩、剪力和桩侧土抗力的最大值均随着入土桩长的增加而增大;桩身弯矩和剪力主要集中在桩身上部;桩侧土抗力沿入土深度呈不完整的S形分布。4.通过原型试验与模型试验的对比分析,对单桩在湛江组结构性黏土中的水平承载性状进行更深入的研究。结果表明:地基土水平抗力系数的比例系数m值较容易在试验初期出现误差;原型试验试桩的桩身弯矩、剪力以及桩侧土抗力的变化主要集中在地平面至入土深度10m的范围内,桩身下部几乎未参与抵抗水平荷载;原型试验与模型试验的桩身弯矩、剪力及桩侧土抗力曲线趋势基本一致。