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沉井侧壁摩阻力室内试验研究

岩土力学 2013年第3期34卷 659-666页

作者：王建刘杨张煜河海大学水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心南京210098 河海大学水利水电学院南京210098

沉井侧壁摩阻力的大小和分布是沉井结构设计以及助沉方法选择的依据。目前,其计算方法带有较强的经验性,计算结果与实际情况往往存在较大差异。为了进一步认识和掌握其分布规律,研制了能够直接测量沉井侧壁阻力的微型摩阻力仪,并对其准... 详细信息

沉井侧壁摩阻力的大小和分布是沉井结构设计以及助沉方法选择的依据。目前,其计算方法带有较强的经验性,计算结果与实际情况往往存在较大差异。为了进一步认识和掌握其分布规律,研制了能够直接测量沉井侧壁阻力的微型摩阻力仪,并对其准确性、稳定性和可靠性进行了验证;然后,利用该仪器以及静态应变测试系统等电测设备开展沉井下沉阻力的模型试验。试验表明:随着入土深度的增加,沉井侧壁摩阻力的变化特征可分为3个阶段,在第1阶段,侧壁摩阻力随深度的增加接近线性增加;在第2阶段,随着深度的增加,侧壁摩阻力总体仍是上升的,但其上升速率则有所降低,在下沉一定深度后,摩阻力达到峰值;在第3阶段,侧壁摩阻力随入土深度的增加而逐渐减小。运用极限分析理论,对上述变化规律的原因进行了分析。上述试验及分析成果可作为现场原位测试数据的补充,两者共同为沉井下沉阶段的侧壁摩阻力计算研究提供基础数据支持。

关键词：沉井侧壁摩阻力微型摩阻力仪模型试验极限分析

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沉井下沉时土压力和侧壁摩阻力分析

同济大学学报（自然科学版） 2014年第12期42卷 1826-1832页

作者：梁穑稼徐伟徐赞云同济大学土木工程学院上海200092

基于极限平衡状态和平面滑裂面假定,推导出单一非黏性土层中沉井下沉时的土压力和侧壁摩阻力计算公式,采用等效内摩擦角和等效自重应力的方法将其推广至成层黏性土层中,并与某工程实测数据进行了对比分析.结果表明,沉井土压力和侧壁摩... 详细信息

基于极限平衡状态和平面滑裂面假定,推导出单一非黏性土层中沉井下沉时的土压力和侧壁摩阻力计算公式,采用等效内摩擦角和等效自重应力的方法将其推广至成层黏性土层中,并与某工程实测数据进行了对比分析.结果表明,沉井土压力和侧壁摩阻力随着土体内摩擦角的增大而减少,随着土体与沉井壁的外摩擦角的增大而增大;滑裂面的滑裂角随着外摩擦角的增大而增大,随着内摩擦角的增大先减少后增大;理论推导的土压力接近实测土压力,且基本介于主动土压力与静止土压力之间;实际工程中,在预估侧壁摩阻力时,可以考虑12m深度以下保持不变.

关键词：沉井土压力侧壁摩阻力极限平衡状态

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大型沉井基础侧壁摩阻力分布特性

东南大学学报（自然科学版） 2019年第6期49卷 1136-1143页

作者：朱劲松孟庆领祁海东黄迪天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072 怀来县市政建设管理处怀来075400

为系统研究大型沉井基础下沉过程中侧摩阻力、阻力峰值位置分布、松弛高度与下沉系数的变化规律,以在建河北省怀来县官厅水库悬索桥北锚碇沉井基础为研究对象,现场测量锚碇下沉过程中的侧壁摩阻力分布,分析获得松弛高度与下沉系数变化,... 详细信息

为系统研究大型沉井基础下沉过程中侧摩阻力、阻力峰值位置分布、松弛高度与下沉系数的变化规律,以在建河北省怀来县官厅水库悬索桥北锚碇沉井基础为研究对象,现场测量锚碇下沉过程中的侧壁摩阻力分布,分析获得松弛高度与下沉系数变化,并将其与双折线模型、三折线模型、直线和双曲线组合模型结果进行对比.结果表明:随着入土深度的增加,侧壁摩阻力分布形式逐渐由直线形转化为先增大后减小的近似抛物线形;实测摩阻力峰值和所在位置均与入土深度二次相关,且增加速率逐渐增大,松弛区高度也随入土深度的增加逐渐增大且增加速率逐渐减小;锚碇下沉过程中总侧壁摩阻力逐渐增加,下沉系数逐渐减少并趋于稳定,总侧壁摩阻力与其他3种模型结果相差不超过20%,下沉系数相差不超过10%;入土深度较大时,双折线模型计算得到的钢板应力最小,下沉到位大锅底时为14.39 MPa,三折线模型计算得到的钢板应力最大,下沉到位大锅底时为17.76 MPa.

关键词：沉井基础侧壁摩阻力分布特性现场实测

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钻孔灌注桩侧壁摩阻力极限值计算

建筑结构 2007年第8期37卷 85-87页

作者：戴金林浙江中大房地产集团有限公司杭州310003

假定桩竖向受荷达到极限承载力时桩周的土体破坏是桩土界面土体受剪破坏,土体抗剪强度参数即为桩极限侧阻力标准值,可利用库仑定律进行计算。利用文中模式计算的桩侧极限承载力值与静载试验结果吻合良好,解释了基桩静载试验中桩侧极限... 详细信息

假定桩竖向受荷达到极限承载力时桩周的土体破坏是桩土界面土体受剪破坏,土体抗剪强度参数即为桩极限侧阻力标准值,可利用库仑定律进行计算。利用文中模式计算的桩侧极限承载力值与静载试验结果吻合良好,解释了基桩静载试验中桩侧极限承载力远大于根据工程勘测报告参数计算的桩侧极限承载力现象。

关键词：钻孔灌注桩侧壁摩阻力受剪破坏库仑定律

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沉井下沉侧壁摩阻力离心模型试验研究

铁道建筑 2019年第6期59卷 28-32页

作者：张凯马建林周和祥罗朝洋褚晶磊西南交通大学土木工程学院

沉井下沉过程中侧壁摩阻力的大小及分布是影响沉井能否顺利下沉的因素之一,为了更好地研究其特性,以沪通长江大桥主墩沉井基础为研究对象,基于离心模型试验对4组不同埋深情况下沉井下沉过程进行研究。结果表明:在一定的下沉深度范围内,... 详细信息

沉井下沉过程中侧壁摩阻力的大小及分布是影响沉井能否顺利下沉的因素之一,为了更好地研究其特性,以沪通长江大桥主墩沉井基础为研究对象,基于离心模型试验对4组不同埋深情况下沉井下沉过程进行研究。结果表明:在一定的下沉深度范围内,沉井侧壁摩阻力随下沉深度的增加呈先增大后减小的趋势,且当入土深度为2/3倍沉井埋深时,沉井侧壁摩阻力达到极大值。在此基础上以分段函数的形式建立了沉井下沉侧壁摩阻力的计算模型,所得结论可为类似工程提供参考。

关键词：公铁两用桥梁侧壁摩阻力模型试验沉井分布规律计算模型

超深大沉井下沉侧壁摩阻力大小及分布特性离心机试验研究

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超深大沉井下沉侧壁摩阻力大小及分布特性离心机试验研究

作者：张凯西南交通大学

学位级别：硕士

沉井下沉过程中侧壁摩阻力的大小及分布是影响沉井能否顺利下沉的关键因素之一。目前沉井侧壁摩阻力的分析多是基于现场试验,而针对沉井侧壁摩阻力的室内试验开展较少,且试验结果均在1g重力场条件下获得。为更好研究沉井侧壁摩阻力的特... 详细信息

沉井下沉过程中侧壁摩阻力的大小及分布是影响沉井能否顺利下沉的关键因素之一。目前沉井侧壁摩阻力的分析多是基于现场试验,而针对沉井侧壁摩阻力的室内试验开展较少,且试验结果均在1g重力场条件下获得。为更好研究沉井侧壁摩阻力的特性,本文依托中国铁路总公司科技研究开发计划课题“深水大截面沉井与基底土层相互作用性能研究”,以新建沪通长江大桥29#墩沉井基础为研究对象,开展现场和室内离心模型试验,得到的主要结论如下:(1)现场试验结果表明:当入土深度47m时,沉井侧壁有效土压力介于静止土压力和被动土压力之间;当竖直状态的沉井吸泥下沉时,沉井侧壁刃脚附近出现压力松弛区,使得沉井侧壁有效土压力呈现上下小、中间大的分布形式;台阶的布置有利于减小沉井侧壁有效土压力。(2)离心试验中直壁式与阶梯式沉井侧壁有效土压力均介于静止土压力和被动土压力之间。(3)离心试验中直壁式沉井侧壁摩阻力整体呈上下小、中间大的分布形式;当下沉深度较小时,沉井侧壁摩阻力与入土深度基本呈线性关系,随着下沉深度的进一步增加时,侧壁摩阻力先增大后减小;在一定的下沉深度内,不同埋深所对应的摩阻力极值随着下沉深度的增加而增大,且发生的部位逐渐下移。(4)离心试验中,在台阶以上,阶梯式沉井侧壁摩阻力数值为直壁式的0.5倍左右,其原因是由于台阶的存在使得沉井侧壁与沉井周围的土体产生了孔隙,使得沉井侧壁位置土体出现一定的松弛,也表明台阶对于减小沉井侧壁摩阻力效果显著;台阶位置附近,阶梯式侧壁摩阻力产生较大幅度的增加,并在台阶以下至刃脚范围内其数值与直壁式沉井接近,表明台阶对于台阶以下的影响逐渐减小,当达到刃脚以上某一区域内其影响可忽略。(5)依据现场及离心试验提出直壁式与阶梯式沉井侧壁摩阻力的模型与计算公式,为今后类似工程提供参考。

关键词：超深大沉井侧壁摩阻力现场试验模型试验分布规律计算模型

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砂土中沉井侧壁摩阻力离心机试验研究

砂土中沉井侧壁摩阻力离心机试验研究

作者：石聪西南交通大学

学位级别：硕士

克服侧壁摩阻力是保证沉井顺利下沉的关键因素。虽然人们在沉井设计与下沉施工中积累了大量的经验,侧壁摩阻力的分布形式因缺少较好的实测结果,以及计算理论的缺乏,一直以来未得到足够的重视。室内试验的相关研究更是鲜有报告。本文通... 详细信息

克服侧壁摩阻力是保证沉井顺利下沉的关键因素。虽然人们在沉井设计与下沉施工中积累了大量的经验,侧壁摩阻力的分布形式因缺少较好的实测结果,以及计算理论的缺乏,一直以来未得到足够的重视。室内试验的相关研究更是鲜有报告。本文通过开展离心机试验模拟不同埋深的沉井,得到了较为清晰的侧壁土压力分布形式,辅以数值模拟工作,获得主要结论如下：(1)在沉井侧壁某一深度处,侧壁土压力达到极值。在极值深度以上的侧壁区域,土压力沿侧壁埋深为上升趋势;极值深度以下的侧壁区域,土压力沿侧壁埋深为下降趋势。下降段趋势接近线性。用有理函数拟合本试验得到的侧壁土压力分布形式效果较好。(2)本试验环境下,侧壁土压力极值位于侧壁埋深40%～50%的范围。位于侧壁埋深89%处的土压力实测值下降至极值的64.5%;有限元得到的基底处土压力下降至极值的55%～72%。(3)本试验得到的沉井底部基底反力呈现角点区域>边缘区域>中心区域的分布形式,可取沉井短边长度1/6～1/5的正方形为角点影响区域,角点区域的土压力值取正方形中心处反力值。(4)本试验环境下,沉井侧壁土压力的横向分布与沉井变形有关。沉井短边的侧壁土压力整体大于长边。同一深度处长边井壁中心线上的土压力最小,离中心线越远的区域土压力越大;相反,短边中心线上的土压力略大于其他横向区域。(5)本试验中,沉井侧壁与周围砂土的平均外摩擦角约等于砂土内摩擦角的2/3。

关键词：沉井基础侧壁土压力侧壁摩阻力砂土离心机试验

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第四系钻孔灌注桩侧壁摩阻力的探讨

江苏交通工程 2001年第B12期 218-224页

作者：胡棠海

相对密实度对沉贯中吸力基础桶壁–砂土界面力学特性的影响

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岩土工程学报 2022年第9期44卷 1598-1607页

作者：李大勇侯新宇张雨坤高玉峰山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室山东青岛266590 中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266580 河海大学土木交通学院江苏南京210098

吸力基础是一种系泊海洋浮动平台及固定海上风电塔架的基础形式。吸力基础在砂土中吸力贯入时,沉贯阻力主要由内外壁摩阻力组成。吸力基础沉贯过程中基础–土体界面力学特性决定侧壁摩阻力的大小。开展界面剪切试验,研究了相对密实度及... 详细信息

吸力基础是一种系泊海洋浮动平台及固定海上风电塔架的基础形式。吸力基础在砂土中吸力贯入时,沉贯阻力主要由内外壁摩阻力组成。吸力基础沉贯过程中基础–土体界面力学特性决定侧壁摩阻力的大小。开展界面剪切试验,研究了相对密实度及沉贯深度对吸力基础–砂土界面沉贯过程中相互作用的影响。结果表明:吸力基础–砂土界面剪应力随剪切位移增加,呈现出软化特征;随砂土密实程度的增加,界面摩擦系数、界面峰值强度和相对应的剪切位移逐渐增大;但上述参数随沉贯深度的增加先减小后逐渐增大。研究工况条件下,界面摩擦系数量值处于0.2~0.34。根据试验结果,得到了不同沉贯深度处基础桶壁摩阻力,基础侧壁摩阻力–贯入深度之间关系可用指数函数表示;内外壁摩阻力随砂土密实程度增加逐渐增大,外壁摩阻力增长幅度较内壁摩阻力更加明显,外壁摩阻力最大值是相同沉贯深度处内壁摩阻力的2.1倍。界面剪切试验中,砂土发生明显挤出现象,砂土挤出主要发生在剪切初期,对应剪切位移较小,可用于揭示吸力基础沉贯过程中,由于桶壁贯入造成的砂土置换侧向挤出现象。界面剪切过程中砂土颗粒发生破碎,填充至砂土颗粒间孔隙中,导致土体试样高度下降,砂土呈现出“剪缩”现象。发现界面摩擦角与土体内摩擦角之比随土体密实程度的增加逐渐降低。研究内容有助于准确得到沉贯摩阻力和沉贯所需吸力,确保吸力基础沉贯至预定位置。

关键词：界面剪切试验吸力基础沉贯相对密实度界面摩擦系数侧壁摩阻力