锤击打桩桩周岩土体力学特性试验研究

为研究打桩前后桩周黏性土和泥岩力学性质的变化,在打桩前后分别进行标准贯入试验,分析了桩周黏性土与泥岩经打桩扰动后的力学特性,探讨了桩周岩土体力学性质变化的影响因素,提出了减小扰动、保证桩周岩土体力学性质的工程措施。研究表明:锤击打桩导致桩周泥岩力学性质降低,桩周泥岩产生损伤;黏性土随打桩产生的超静孔隙水压力逐渐消散,其力学性质28d后基本恢复,但不同黏性土的消散速率不同,力学性质恢复存在差异;泥岩打桩损伤后很难恢复,打桩前后同深度处以标贯锤击数表征的力学性质最大差异超过2倍;若存在软弱夹层,会加剧打桩对泥岩的影响;地下水、软弱夹层、打桩扰动是影响桩周泥岩力学性质的关键因素。

受动力打桩影响的泥岩宏细观力学特性室内试验研究

基于原状、受动力打桩影响的桩周泥岩的扫描电子显微镜(SEM)试验和室内单轴抗压试验,分析桩周扰动泥岩和原状泥岩的细观结构,揭示原状泥岩及桩周扰动泥岩单轴抗压强度的演变规律,并与泥岩的点荷载试验结果进行对比;同时开展桩周扰动泥岩三轴压缩试验,明确桩周扰动泥岩抗剪强度的演化特征,将试验获得的内摩擦角与由图像处理软件确定破裂面角度ψ推算出的内摩擦角进行对比。研究结果表明:受动力打桩影响和受静载试验破坏的泥岩出现了二次损伤,与原状泥岩相比发生了结构性损伤;选用合适的SEM图像放大倍数能够反映完整的损伤裂隙;与原状泥岩相比,桩周扰动泥岩的单轴抗压强度平均值降低28.2%,且试验得到的泥岩单轴抗压强度低于工程勘察报告的推荐值;三轴试验测得的桩周扰动泥岩抗剪强度指标c=217.2 kPa、φ=21.6°,与图形处理软件所确定的内摩擦角φs=23.2°相近。

层状土中静压桩连续贯入现场试验与数值模拟

为探讨层状土中静压桩连续贯入过程的沉贯特性,依托上海市某桩基工程开展静压桩贯入过程现场试验,探究沉桩阻力随贯入深度的演变规律,并结合ABAQUS数值模拟,明确静压桩贯入过程中沉桩阻力、桩周土体竖向应力、径向应力以及径向位移的变化规律。结果表明:层状土的软硬程度制约着沉桩阻力的大小;当桩端贯入浅部粉质黏土层和淤泥质黏土层时,沉桩阻力增长较慢甚至出现减小趋势,当桩端贯入到深部砂质粉土层、粉质黏土层和粉砂层时,沉桩阻力增长较快,其中在砂质粉土层中增长率最高可达174%;桩周土体中竖向应力和径向应力与土层性质密切相关,竖向应力和径向应力最大值均出现在桩端贯入至黏质粉土层时,分别为558.0、1 178.0 kPa,当桩端贯入到下部较软的淤泥质黏土层时,最大竖向应力和径向应力均出现明显退化现象,径向应力退化率达到52%;径向位移随径向距离的增加而减小,其变化规律基本反映了土层性质的变化特征。