朱小军 赵学亮 龚维明 徐国平

(1 东南大学土木工程学院，南京210096)

(2 中交公路规划设计院有限公司，北京100088)

刚性桩复合地基的桩体刚度大，桩体承担大部分荷载，无法充分发挥桩间土体的承载力.在刚性桩顶设置碎石垫层，可改善桩土荷载的分配［1］.毛前等［2］采用理想球形孔扩张模式探讨了桩顶刺入垫层的破坏模式;王年云［3］在讨论垫层最大厚度时采用了太沙基破坏模式;池跃君等［4］认为垫层破坏模式可采用Mandel Salencon 破坏模式;王风池等［5］根据复合地基垫层的厚度确定其破坏模式;周龙翔等［6］根据褥垫层的受力机理推导出计算刚性结构层下褥垫层最小厚度的理论公式.

本文对不同厚度碎石垫层复合地基进行室内模型试验.在模型试验基础上，对PFC 软件进行二次开发，借助颗粒流理论在处理土与结构物的相互作用、大变形与破坏方面的优势以及能模拟碎石颗粒细观特性等特点［7］，模拟了相应情形下碎石垫层与桩顶的破坏机理.

1 模型试验

1.1 试验简述

刚性桩复合地基碎石垫层试验布置示意图见图1.模型箱深800 mm，长800 mm，宽500 mm，正面为20 mm 厚透明钢化玻璃，其余四面为10 mm厚钢板.模型桩采用半模实心钢桩，半模桩贴于模型箱钢化玻璃内侧，桩身表面贴有应变片，并用硅胶包裹住.桩顶铺设碎石垫层，并用染色砂设置标志层，试验地基土样采用粉土.桩顶和土顶分别埋设量程为3 和0.5 MPa 的土压力盒.

图1 试验装置示意图

试验采用快速荷载法，加载速率控制为0.05 mm/s，每级荷载为……