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土塞效应对管桩低应变测试视波速的影响研究

岩土工程学报 2019年第2期41卷 383-389页

作者：刘浩吴文兵蒋国盛梅国雄梁荣柱官文杰中国地质大学工程学院岩土钻掘与防护教育部工程研究中心湖北武汉430074 广西大学土木建筑工程学院广西防灾减灾与工程安全重点实验室广西南宁530004 广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室广西南宁530004

首先,基于附加质量模型建立了考虑环向波动效应的管桩纵向振动频域解析解,然后利用傅里叶逆变换得到半正弦脉冲激振力作用下时域响应半解析解,最后,基于建立的理论模型,研究了土塞效应对管桩视波速的影响,为管桩的低应变无损检测提供更... 详细信息

首先,基于附加质量模型建立了考虑环向波动效应的管桩纵向振动频域解析解,然后利用傅里叶逆变换得到半正弦脉冲激振力作用下时域响应半解析解,最后,基于建立的理论模型,研究了土塞效应对管桩视波速的影响,为管桩的低应变无损检测提供更加精确的管桩测试波速计算理论。本文解的理论反演曲线分别与现有理论解的反演曲线、模型试验和现场试验测试曲线进行了比较,验证了本文解的合理性和计算精度。分析表明:土塞效应对管桩视波速的衰减作用随着管桩壁厚和纵波波速的减小而增强;土塞的存在会导致桩端反射信号幅值到达时间随着桩顶接收角度的变化而变化;土塞效应会增大桩端反射信号的宽度。

关键词：管桩视波速土塞效应附加质量模型低应变测试

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高频振动贯入灌注桩套管土塞效应的数值分析

西南交通大学学报 2013年第1期48卷 47-54页

作者：郭力群王磊陈福全华侨大学土木工程学院福建泉州362021 福州大学土木工程学院福建福州350108

为探讨大直径灌注桩套管在高频振动贯入时管端土塞效应的形成机理,采用三维颗粒离散元法进行了数值仿真分析,研究了贯入过程中套管内、外土颗粒的位移、速率与接触应力、土塞高度、孔隙率和土体剪应力的变化.仿真结果表明:高频激振力越... 详细信息

为探讨大直径灌注桩套管在高频振动贯入时管端土塞效应的形成机理,采用三维颗粒离散元法进行了数值仿真分析,研究了贯入过程中套管内、外土颗粒的位移、速率与接触应力、土塞高度、孔隙率和土体剪应力的变化.仿真结果表明:高频激振力越大,套管贯入深度越大,相应地管内土塞高度也越大,且超孔隙水压波动的最大幅度和幅值越大;土塞上部孔隙率较大,下部土体较密实.在高频振动贯入过程中,套管端沉入处的超孔隙水压幅值最大,同一时刻土塞内的超孔隙水压随深度增大;管内土颗粒在振动开始时以较小幅度上移;套管端部颗粒接触数目随贯入深度和振动频率的增大而增多,且接触应力和土体剪应力比其他区域大.

关键词：高频振动套管土塞效应颗粒离散元法数值模拟

考虑土塞效应的开口管桩承载力CPTU计算方法

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东南大学学报（自然科学版） 2020年第2期50卷 280-285页

作者：刘路路蔡国军耿功巧刘松玉东南大学岩土工程研究所南京211189

为了完善考虑土塞效应的开口管桩承载力计算方法,采用孔压静力触探(CPTU)技术与静载试验对崇启大桥北岸接线工程中的预应力高强度混凝土开口管桩(PHC)场地进行了现场测试.基于CPTU测试数据,结合锥尖阻力与桩端阻力的相关性关系,提出了... 详细信息

为了完善考虑土塞效应的开口管桩承载力计算方法,采用孔压静力触探(CPTU)技术与静载试验对崇启大桥北岸接线工程中的预应力高强度混凝土开口管桩(PHC)场地进行了现场测试.基于CPTU测试数据,结合锥尖阻力与桩端阻力的相关性关系,提出了一种开口管桩承载力的CPTU计算新方法.结果表明:当沉桩深度小于15 m时,土塞增长率随桩深增加呈线性下降的趋势.下卧层为硬土层,当沉桩深度由20 m增加到25 m时,土塞增长率从0逐渐增长到10%.管壁环面端阻计算值与CPTU测试结果的比值稳定为0.68.基于所提方法计算的管桩承载力与静载试验结果平均误差仅为4.5%,远低于国内其他规范法的计算结果,计算精度较高,值得在桩基工程中推广使用.

关键词：开口管桩孔压静力触探土塞效应承载力

高频振动贯入过程中灌注桩护壁套管土塞效应机理

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四川大学学报（工程科学版） 2016年第2期48卷 74-82页

作者：肖勇杰吕艳平陈福全福州大学土木工程学院福建福州350116

为研究灌注桩护壁套管高频振动贯入过程中土塞效应机理,利用ABAQUS有限元软件建立护壁套管高频振动贯入全过程的有限元-无限元耦合模型,对土拱效应、土塞闭塞程度及土塞影响因素等进行分析。结果表明:护壁套管高频振动贯入过程中套管端... 详细信息

为研究灌注桩护壁套管高频振动贯入过程中土塞效应机理,利用ABAQUS有限元软件建立护壁套管高频振动贯入全过程的有限元-无限元耦合模型,对土拱效应、土塞闭塞程度及土塞影响因素等进行分析。结果表明:护壁套管高频振动贯入过程中套管端部土塞形成土拱,导致内侧摩阻力显著增大,此段土塞承担了内侧摩阻力的主要部分;护壁套管高频振动贯入过程中剪切面土体在反复剪切作用下,土体强度和胶结力降低,导致土塞处于不完全闭塞程度,贯入阻力也比其他贯入方式的阻力要小;内侧摩阻力随振动频率增大而减小,当振动频率达到一定值之后,振动频率对内侧摩阻力的影响不明显。内侧摩阻力随套管外径增大而逐渐减小;砂土中内侧摩阻力相较于黏土大,且随密实度增大而减小;同时,对护壁套管高频振动贯入过程中土塞阻力分布规律进行分析,给出了相应的简化计算公式。

关键词：灌注桩护壁套管高频振动土塞效应内侧摩阻力

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静压预应力混凝土管桩土塞效应试验研究

岩土力学 2011年第8期32卷 2274-2280页

作者：张忠苗刘俊伟俞峰谢志专浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室杭州310027 浙江理工大学建筑工程学院杭州310018

对淤泥质黏土互层以及粉土两种土层条件下静压预应力混凝土管桩的土塞效应进行了试验研究。现场及室内试验结果显示,管桩径厚比越大、土层条件越为坚硬则形成的土塞相对高度越大。上硬下软的土层分布易形成闭塞现象,而上软下硬的情况则... 详细信息

对淤泥质黏土互层以及粉土两种土层条件下静压预应力混凝土管桩的土塞效应进行了试验研究。现场及室内试验结果显示,管桩径厚比越大、土层条件越为坚硬则形成的土塞相对高度越大。上硬下软的土层分布易形成闭塞现象,而上软下硬的情况则易导致土塞的滑动。沉桩过程中,管壁端阻与静力触探锥尖阻力具有极为相似的变化规律,两者比值不随土塞高度变化率及沉桩深度的变化而改变。管壁端阻与锥尖阻力的相关性与土层条件密切相关,对于淤泥质黏土和粉土而言,两者比值分别为0.59和0.81。土塞的分层与地基土层分布基本一致,且分层界面为向上凸起的曲面。土塞形成过程中挤密效应是显著的,黏聚力则因扰动的影响有不同程度的降低。直剪试验显示,土塞抗剪强度的时效性是显著的。粉土中预应力混凝土管桩有效土塞高度约为5～6倍桩径,为整个土塞高度的70%;而淤泥质黏土中有效土塞高度大于4倍桩径。试验结果与已有的研究结果较为接近。

关键词： v预应力混凝土管桩土塞效应土塞高度增长率有效土塞高度

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软土地层高频免共振钢管桩土塞效应试验研究

建筑结构学报 2023年第S02期44卷 385-392页

作者：王卫东魏家斌吴江斌华东建筑集团股份有限公司上海200041 华东建筑设计研究院有限公司、上海地下空间与工程设计研究院上海200011

目前高频免共振钢管桩逐步应用于我国软土地区,但其土塞效应研究有待深入。为此,在上海地区某场地进行高频免共振钢管桩试桩,研究其沉桩时和沉桩后的土塞效应。试桩沉桩深度为52 m,桩端持力层为⑦砂质粉土。试验结果表明:土塞闭塞程度较... 详细信息

目前高频免共振钢管桩逐步应用于我国软土地区,但其土塞效应研究有待深入。为此,在上海地区某场地进行高频免共振钢管桩试桩,研究其沉桩时和沉桩后的土塞效应。试桩沉桩深度为52 m,桩端持力层为⑦砂质粉土。试验结果表明:土塞闭塞程度较低,土塞增长率基本在80%~140%之间波动,沉桩后土塞接近满芯;龄期32、60 d和90 d的桩端阻力较小,龄期90 d时桩的端阻比仅为7.0%;各龄期桩端阻力实测值显著小于考虑土塞效应的估算值(1232 kN),龄期90 d仅为估算值的26.5%;沉桩加速度幅值估算值基本大于3.6g,显著弱化动侧摩阻力,从而导致土塞效应很弱;高频免共振钢管桩土塞闭塞程度较低,估算基桩承载力时不宜考虑土塞效应。

关键词：高频免共振钢管桩现场试验软土地区土塞效应

软土地层中压入式沉井下沉的土塞效应及其影响

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浙江大学学报（工学版） 2020年第7期54卷 1380-1389页

作者：易琼廖少明朱继文徐伟忠同济大学地下建筑与工程系上海200092 上海城建市政工程(集团)有限公司上海200065

针对软土地层中压入式沉井的下沉稳定性控制问题,基于土塞形成机理推导出土塞高度的计算表达式,采用耦合欧拉-拉格朗日法(CEL)模拟沉井的动态压入过程,分析下沉中的土塞演化过程及土体应力、应变场,探讨土塞效应对沉井侧摩阻力和刃脚阻... 详细信息

针对软土地层中压入式沉井的下沉稳定性控制问题,基于土塞形成机理推导出土塞高度的计算表达式,采用耦合欧拉-拉格朗日法(CEL)模拟沉井的动态压入过程,分析下沉中的土塞演化过程及土体应力、应变场,探讨土塞效应对沉井侧摩阻力和刃脚阻力的影响.结果表明:在软土地层中,土塞高度的计算表达式能够较准确地得到下沉时的井内土塞高度;沉井压入下沉时土塞效应逐渐增大,在下沉深度约为25 m时变化趋势放缓,土塞率(PLR)约为0.56,土塞增量填充率(IFR)约为0.41,土塞为不完全闭塞;土塞效应引起的井内土体水平和竖向应力激增及土体等效塑性应变主要集中于有效土塞高度范围内;土塞效应会使沉井侧摩阻力尤其是内壁侧摩阻力显著增大;土塞效应会使沉井刃脚阻力增大,尤其在软弱地层中最明显.

关键词：压入式沉井软土地层土塞效应有效土塞高度耦合欧拉-拉格朗日法(CEL)

考虑土塞效应的半埋入式管桩水平振动动力阻抗解析解答

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振动工程学报 2023年第6期36卷 1485-1493页

作者：梁志孟崔春义许成顺王坤鹏辛宇大连海事大学土木工程系辽宁大连116026 北京工业大学城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室北京100124

基于Novak平面应变理论,综合考虑半埋入式管桩土塞效应的影响,建立了层状黏弹性土中半埋入式管桩水平振动分析模型。通过引入势函数法和分离变量法分别求出了桩侧土和土塞部分的频域解析表达式,进而利用桩‑土耦合条件以及传递矩阵法推... 详细信息

基于Novak平面应变理论,综合考虑半埋入式管桩土塞效应的影响,建立了层状黏弹性土中半埋入式管桩水平振动分析模型。通过引入势函数法和分离变量法分别求出了桩侧土和土塞部分的频域解析表达式,进而利用桩‑土耦合条件以及传递矩阵法推导出层状土中半埋入式管桩桩顶水平阻抗的解析解答,将所得解进行退化并与已有理论解进行对比,以验证其合理性。在此基础上,通过进一步参数化分析分别探讨了桩‑土各参数对桩顶水平动力阻抗的影响规律。研究结果表明:随着埋入比的增大,桩顶水平动刚度和动阻尼幅值均增大;随着表层土体弹性模量的增大,半埋入式管桩桩顶水平动刚度和动阻尼幅值增大,而桩周土中、下层土体的此种影响可忽略;随着土塞高度的减小,半埋入式管桩桩顶水平动刚度幅值减小,而桩顶水平动阻尼幅值则增大。

关键词：水平振动管桩水平阻抗土塞效应半埋入式

基于FBG传感技术的砂土中管桩土塞效应测试

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振动．测试与诊断 2019年第1期39卷 153-159,227-228页

作者：王永洪刘俊伟朱娜赵国晓王明明青岛理工大学土木工程学院青岛266033 山东省高等学校蓝色经济区工程建设与安全协同创新中心青岛266033

为了探索光纤光栅传感技术在双壁开口管桩贯入过程中土塞效应的适用性,采用增敏微型光纤光栅传感器,在大尺寸模型试验箱中进行了静力压桩下双壁开口模型管桩的土塞效应测试。试验模型管桩高为1 065mm,厚度为20mm,模型材料选用铝管,管桩... 详细信息

为了探索光纤光栅传感技术在双壁开口管桩贯入过程中土塞效应的适用性,采用增敏微型光纤光栅传感器,在大尺寸模型试验箱中进行了静力压桩下双壁开口模型管桩的土塞效应测试。试验模型管桩高为1 065mm,厚度为20mm,模型材料选用铝管,管桩贯入到密实状态的砂土中。沿内、外管对称布置26个光纤光栅测点,通过改变桩靴形式,采集贯入过程土塞高度和应变数据,分析了不同桩靴形式下管桩的土塞高度、桩内和外侧摩阻力等贯入特性,研究了静压作用下管桩的土塞效应。结果表明,光纤光栅适用于双壁开口管桩的土塞效应测试要求,能准确体现管桩的应变大小及桩内、外侧摩阻力等贯入特性。

关键词：光纤光栅传感器砂土管桩土塞效应测试分析