砂土中冲刷条件下三筒基础水平承载特性研究

通过开展小比尺三筒基础承载力模型试验,研究冲刷条件下三筒基础水平承载特性,建立数值模型对模型试验结果进行验证与扩展,分析水平和弯矩荷载下,冲刷率e和相对筒间距S/D对极限承载力的影响,提出三筒基础极限承载力的冲刷修正系数dhe、dme的计算方法;采用固定荷载比方法,通过数值模型计算M-H加载条件下三筒基础的破坏包络线,分析冲刷率e和相对筒间距S/D对复合加载特性的影响,提出冲刷条件下三筒基础M-H破坏包络线公式。研究结果表明:冲刷条件下的三筒基础受水平和弯矩作用直至破坏的过程,经历弹性变形—塑性变形—失稳破坏3个阶段;三筒基础的水平极限承载力随冲刷率e的增大而下降,且下降速率逐渐增大,相同长径比的三筒基础的水平极限承载力随相对筒间距的减小而降低;随着冲刷率e的提高,三筒基础的M-H破坏包络线向内移动,随着相对筒间距S/D增大,归一化破坏包络线呈上凸的趋势。

砂土中吸力式筒形基础冲刷数值模拟分析

为研究吸力式筒形基础在砂土中单向流作用下的冲刷机理和影响因素,本文通过建立三维数值模型,利用流体体积法跟踪自由液面和嵌套网格技术手段,基于重正化群湍流模型和梅叶-彼德推移质输运公式对吸力筒基础的局部冲刷进行模拟计算。结果表明:当流速较低时,吸力筒局部冲刷经历快速冲刷-缓慢发展-冲刷平衡3个阶段;当单向流流速大于2 m/s时,局部冲刷深度出现波动变化,且流速越大,流速对于最大冲深的影响越剧烈;吸力筒露出床面的部分越多,冲刷程度越大,达到冲刷平衡也更快;吸力式三筒基础筒间距影响水流下游方向筒基础内外侧局部冲刷深度的发展。本文研究结果可为工程中的吸力筒基础的设计运行和维护提供参考。

砂土中吸力筒沉贯阻力模型试验研究

利用三个不同尺寸的吸力筒单桩模型在砂土中进行安装阻力试验,模型基础在自重作用下下沉到一定深度以后,使用真空调节罐与真空泵逐级施加荷载,使其继续下沉。将试验得到的负压—沉贯深度曲线与现有理论方法进行比较,进而验证对比砂土中沉放阻力计算方法的准确性。对比分析发现,Houlsby&Byrne不考虑安装造成的应力增强的沉贯阻力计算方法最为接近试验结果。