基于光纤技术和有限元计算的灌注桩承载特性

为了掌握灌注桩的承载力及桩身受力分布和传递规律,开展了灌注桩现场静载试验,并使用光纤传感器对灌注桩桩身变形进行了测试,获得了桩身应变信息。采用有限元软件ABAQUS,开展了灌注桩承载特性数值模拟研究。结果表明,静载试验得到的桩基荷载-位移(Q-S)曲线和数值模拟测得的桩基Q-S曲线基本一致;光纤传感器所得结果显示桩身轴力在桩头处是最大的,随着桩长增加而逐渐递减,整体变化规律与数值模拟结果规律一致;灌注桩实测桩身侧摩阻力沿桩长变化规律与数值模拟得到的受力分布和传递基本一致,验证了有限元计算模型中选取的参数是合理的。考虑了桩长、桩径和桩土界面摩擦因数对桩基Q-S曲线、桩身轴力分布和侧摩阻力分布的影响,桩径和桩土界面摩擦因数对桩基的Q-S曲线、桩身轴力分布和侧摩阻力分布的影响很大,而桩长的影响较小。

桩基静载过程中OFDR温度补偿试验研究

桩基静载试验是一种准确、可靠的桩基承载力测试试验,通过静载试验中桩身变形的测试,有利于分析桩基变形和承载特性.在桩基静载试验过程中,采用光频域反射(OFDR)技术开展桩基变形测试,考虑到温度的影响,对OFDR技术测得应变结果进行了温度补偿.结果显示:在本次试验中,用于温度补偿的温度传感光纤应变值随着桩顶上部加载出现了较大的变化,其原因是光纤传感器与钢筋笼之间绑扎过于紧密.对比进行温度补偿和不进行温度补偿的桩身应变数据,发现不做温度补偿造成的影响不能忽略,因此应变传感光纤测试结果必须进行温度补偿.研究结果可为桩基变形高精度监测提供科学参考.

基于光纤感测技术的雪花形桩挤土效应模型试验研究

雪花形桩是一种新型异形桩,具有桩土接触面积大、单桩承载力高和材料用量少等优点.为了研究雪花形桩的挤土效应,开展了雪花形桩挤土效应室内模型试验,利用3D打印技术制备了雪花形桩模型,制作了土体水平位移监测装置,采用光频域反射(OFDR)技术,监测了雪花形桩沉桩过程中土体水平位移监测装置的应变,并计算得到了桩周土体水平位移,对雪花形桩的挤土效应引起的土体位移进行了分析.试验结果表明:土体水平位移监测装置最大应变发生位置随着雪花形桩沉桩深度的增加而下移,随着离沉桩中心距离的增加而上移;桩周土体水平位移随着沉桩深度的增加而增大,随着离沉桩中心距离的增加而减小,呈现上大下小的趋势.