资源描述：
《结构性软土中打桩引起的超孔隙水压力.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第21卷第1期岩土力学Vol.21No.12000年3月RockandSoilMechanicsMar.2000文章编号:10007598(2000)01005303*结构性软土中打桩引起的超孔隙水压力徐永福,傅德明(上海隧道工程股份有限公司,上海200233)摘要:根据结构性土体的变形特征和屈服准则,建立打桩力学模型。原状土变形具有典型的应变软化现象,土体破坏满足摩尔库仑准则,用柱孔扩张理论,分析了超孔隙水压力的分布规律。关键词:打桩,超孔隙水压力,应变软化,柱孔扩张中图分类号:TU41
2、3文献标识码:A作者简介:徐永福,男,32岁,博士后,从事非饱和土、膨胀土和软土土力学及其地基加固研究。ExcessporepressureinducedinpilinginsaturatedstructuralsoftsoilsXuYongfu,FuDeming(ShanghaiTunnelEngineeringCo.Ltd,Shanghai200233,China)AbstractMechanicalmodelforpiledrivingispresentedaccordingtothesoildeformationb
3、ehaviorandyieldingcriterionofstructuralsoftsoils.Thedistributionofexcessporepressureisstudiedusingthecavityexpansiontheory.KeyWordspiling,excessporepressure,strainsoft,cavityexpansion1前言打桩对周围土体的影响已引起广泛的重视,特别是上海地区,由于建筑物密集,地下管道纵横交错,因此对打桩引起桩周土体孔压和位移的变化已有许多研[1]究成果。但从土体
4、变形行为本身出发,根据弹塑性理论导出超孔隙水压力的理论公式还不多见。文中用柱孔扩张模型研究了打桩引起的超孔隙水压力的变化特点,考虑结构性原状土变形的应变软化,用弹塑性理论推导出超孔隙水压力公式。图1土体屈服准则的!平面2土体的变形行为和屈服准则Fig.1!planeofyieldcriterionforsoilmass1岩土类材料的破坏服从摩尔库仑破坏准则,即:F(ij)=2(1-3)+
5、f
6、=c-ntan(1)1(1+3)sin-ccos=0(2)式中c为凝聚力;为内摩擦角;f为剪切强度;n2为剪切面
7、上的正应力。屈服准则(式(1))在!平面上是f(1ij)=(1-3)+2一个六边形(见图1)。1原状土具有应变软化现象,在达到峰值强度之前,(1+3)sinr-crcosr=0(3)2土体可看成弹性体,达到峰值强度以后,随着应变增式中c和是土体的峰值凝聚力和峰值内摩擦角;加,应力减小,即应变软化,最终趋于残余强度。原状cr和r是土体的残余凝聚力和残余内摩擦角。土的应力达到初始屈服面F(ij)=0上A点后,进入塑性状态,应力会降落到f(收稿日期:19990309。ij)=0上B点(图1),屈服*中国博士后基金项目、
8、国家自然科学基金重点项目子项之一(No.面F(ij)=0和f(ij)=0可以表示为:59738160)。54岩土力学2000年2sinr3打桩力学模型a1+sinrr=(P+crcotr)-crcotrr打桩过程可以看成是柱孔扩张过程(图2)。图中1-sinr∀=1+sinr(P+crcotr)#(11)a是桩半径,P是扩张压力。桩周土体可以分为两个变2sinr形区,即塑性变形DP和弹性变形De,塑性区的大小取a1+sinr-crcotr决于扩张压力和桩半径。r2
9、R(1+∃)u=(P+crcotr)#Er2sinra1+sinr-crcotr-K0%z(12)r∃弹性区De(R∀r<)2R*r=2(P-K0%z)+K0%zr2(13)-R*∀=2(P-K0%z)+K0%zr*图2打桩力学模型由于应力分布是连续的,可以得到P公式为Fig.2Mechanicalmodelforpiledriving2sinr*a1+sinrP=(P+crcotr)-crcotr(14)r打桩的力学模型满足以下基本方程:根据塑性区与弹性区分界处的应力条件,将式(1)平衡方程(12)
10、代入式(2),即可得到内压力P与塑性区外半径Rdrr-∀+=0(4)的关系式:drr2sin(2)几何方程rRP+crcotr1+sinrdura=ccos+c(15)#rcotrr=dr(5)#ur4内压力P的确定∀=r
