开口管桩沉桩过程试验研究与颗粒流模拟

详细信息   

• 责任者：周健^c同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室^d1957^e博士 ; 陈小亮 ; 王冠英^c青岛高新区投资开发有限公司 ; 周凯敏
• 刊名：同济大学学报（自然科学版）
• 出版年：2012
• 卷期：40^b2
• 关键词：管桩20^a承载力 ; 载荷试验 ; 强度 ; 数值模拟30^a开口管桩 ; 土塞效应
• 页码：173～178
• 索书号：P106.6/221
• 图表：^c表1参9插图
• 分类号：2400
• 文摘期号：2012/11/a

摘要

利用侧面透明的模型箱和铝管半模桩模拟了开口管桩在砂土中的沉桩过程。分别测量了不同桩径和不同相对密实度开口管桩完全闭塞时的土塞高度。结果表明桩径越大，相对密实度越小，则土塞高度越大。利用高分辨率数码摄像设备观察到了土塞形成的三个阶段，重点分析了土塞内几个特征砂颗粒的移动轨迹和压桩过程中孔隙率和接触数的变化，从细观尺度出发探讨开口管桩沉桩过程中砂土的变形机制和土塞形成机理。利用Geodip软件分析了桩土接触面处的砂粒长轴定向和平均配位数，分析表明，土塞形成过程中颗粒原先的结构被打破以及发生了剧烈旋转，颗粒重新进行分布。在模型试验基础上，通过二次开发PFC^2D颗粒流程序对沉桩全过程进行离散元仿真模拟。数值模拟结果表明，PFC^2D能够模拟开口管桩从开始刺入砂土到形成土塞并最终呈现闭口管桩性态的整个过程。