砂土中桩与桩相互作用数值模拟研究

为了研究双桩系统沉桩过程中后沉桩对先沉桩的影响,采用PFC2D程序,对双桩系统沉桩过程进行颗粒流数值模拟,旨在得出桩的土塞高度、沉桩阻力及先沉桩0.2 m埋深处侧向压力的变化规律。模拟结果表明:沉桩过程中,管桩直径越大,形成的土塞相对高度越大,沉桩产生闭塞效应的可能性越小;先沉桩贯入过程中,桩周上部土体产生竖向位移,密实度下降,而下部土体压缩变形,密实度增加,进而使得后沉桩土塞增量填充率前期大于先沉桩,而后期小于先沉桩;桩端阻力在沉桩过程中前期增加较快,后期趋于稳定,存在临界深度为5.3D左右;沉桩阻力受到沉桩顺序影响,后沉桩的沉桩阻力明显大于先沉桩;在后沉桩贯入0.2 m时,先沉桩0.2 m埋深处侧向压力达到峰值点,但随桩体继续贯入,先沉桩侧向压力显著下降,且随开口管桩直径增大而减小。

恒刚度桩-土界面循环弱化机制

桩-土界面循环弱化机制对于桩体的承载性能具有控制作用,基于自主研发的大尺度恒刚度界面剪切仪,进行不同剪切位移幅值和初始法向应力下恒刚度桩-土界面循环弱化机制研究,并推导出可用于预测不同试验条件下剪切应力的弱化公式。结果表明:界面剪切应力-剪切位移关系曲线呈“闭回环”状发展;随着循环次数的增加剪切应力不断弱化,弱化主要发生在剪切的初始阶段,其主要原因为桩-土界面土颗粒的重新排列和剪碎细化,界面出现减压软化现象;初始法向应力越大,剪切位移幅值越大,随着循环次数的增加剪应力弱化速率越快。采用非线性对数型曲线进行拟合与真实数据曲线相似度达90%左右,对研究桩-土界面弱化机制具有一定的意义。