粉喷桩单桩承载力时间效应试验研究
2011-08-20颜庆智闫相祯
山西建筑 2011年24期
颜庆智 闫相祯
试验场地位于胜利埕岛油田。软土具有含水量高、孔隙比大、承载力低等特点,特别适合于用粉喷桩复合地基进行加固处理。粉喷桩加固处理的主要是第②层~第④层土,其主要土层的物理力学性质指标见表1。场区按地下水的含量可划分为A,B两区,A区由于下水管道的渗漏,使地下水局部富集,含水量偏高,土质相对较软,地下水埋深为1.70 m,B区未见地下水。

表1 主要土层物理力学指标统计表
1 理论依据
时间效应产生的机理:在成桩过程中,水泥与土中粘粒和水的物理化学反应及水化作用,桩身强度不断增长,搅拌时对周围桩周土的扰动,土体的再固结及强度恢复[1,2]。
在饱和软土中,在单桩承载力标准值应力水平时,桩端阻力为零,桩周土处于弹性状态。
当r≤rsu时
其中,τ为桩侧摩阻力,kPa;τu为桩侧摩阻力极限值,kPa;rs为桩、土相对位移,m;rsu为对应于τu的rs值,m;k为桩与桩周土的弹性摩擦系数。在桩顶荷载P的作用下,桩顶下x处桩身截面的内力为N,并设桩端土受力为Nd=0,桩截面面积为Ap,桩周长为U,桩身弹性模量为E。在x处取一微单元体dx,其内力变化为dN,根据力的平衡关系:

根据变形协调关系,桩身的微应变为ε=dx/x时:

根据桩身变形服从虎克定律ε=-N/(ApE)整理得出:

经一系列变换建立桩顶荷载与位移、桩周土的性状及桩身强度之间的关系式:

粉喷桩单桩承载力是随着成桩时间的增长而逐渐提高的,且桩身强度起着重要的作用[2]。
2 水泥土室内强度试验
在成桩后 7 d,14 d,28 d,60 d,90 d,采用压力试验机分别做桩身试块(70.7×70.7×70.7)mm的无侧限抗压强度试验,试验共4组,每组5个试件。……
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