有孔管樁開孔應力集中系數(shù)試驗研究.pdf

1、在軟土地基中進行靜壓沉樁，會導致樁周土體產(chǎn)生過高的超孔隙水壓力，并伴有嚴重的擠土效應，必定對樁基整體穩(wěn)定性造成負面影響，對樁周地下構筑物和周邊環(huán)境的安全性構成威脅，故此提出了有孔管樁技術。有孔管樁能夠有效減輕靜壓沉樁擠土效應，加速超孔隙水壓力的消散并降低其最大值，隨著超孔隙水壓力的加速消散，能夠有效避免樁身上浮和偏移等不利情況，并能有效提高整體樁基的承載力和開挖基坑的穩(wěn)定性。但樁身開孔將會導致樁身結構產(chǎn)生應力集中，并降低管樁樁身極限承載

2、力。
　　本文針對上述有孔管樁存在的問題，利用理論分析、模型試驗和數(shù)值模擬的方法，對有孔管樁受力產(chǎn)生的應力集中現(xiàn)象和極限承載力折減情況進行了研究和探討，主要研究成果如下：
　　1、基于彈塑性力學基本理論，對樁身開設圓孔進行模型簡化，分析其力學性狀，得出了圓孔周邊最大應力集中點位于孔的最邊緣處，并求得其理論最大應力值為3倍的平均壓應力值；
　　2、通過對有孔管樁開孔應力集中系數(shù)模型試驗研究，并以外徑為38mm的管樁模型為

3、試驗對象，得知3種對稱開孔樁型應力集中系數(shù)相對3種不對稱開孔樁型更為集中，樁身受力最為均勻。其中，有孔柱形管樁模型中受力性能最好的樁型是開8mm孔徑的星狀有孔管樁，其應力集中系數(shù)在1.39至1.41左右；有孔錐形管樁模型中受力性能最好的樁型是錐度為1/80的星狀有孔管樁，其應力集中系數(shù)在1.41至1.45左右，錐形樁應力集中程度較柱形樁高；
　　3、通過對有孔管樁極限承載力模型試驗研究，并以外徑為38mm的管樁模型為試驗對象，得知

4、3種對稱開孔樁型極限承載力折減量均低于3種不對稱開孔樁型，樁身承載強度更高。同時，為了整體評估樁身承載能力大小，將開孔方式、占孔率和極限折減量等因素綜合，給了出屈服（強度）極限綜合系數(shù) Q。其中，有孔柱形管樁模型中承載性能最好的樁型是開8mm孔徑的星狀有孔管樁，其屈服極限和強度極限綜合系數(shù)分別為0.0032和0.0125，有孔錐形管樁模型中承載性能最好的樁型是錐度為1/80的星狀有孔管樁，其屈服極限和強度極限綜合系數(shù)分別為0.00074