无黏性土中钻孔径向卸荷收缩理论解

在钻孔灌注桩成孔过程中会引起钻孔周边土体径向应力卸载和钻孔收缩变形,为此,基于SMP屈服准则和非相关联流动法则,推导在无黏性土中竖向钻孔径向卸荷孔周应力场位移场解析解,并结合Berezantsev和夹心墙两种土压力公式,得出孔周孔壁位移沿钻孔深度方向的变化曲线,并与忽略塑性区弹性变形的结果进行对比.参数分析的结果表明,卸荷因子n和钻孔半径a 0及内摩擦角?对孔壁位移均有明显影响,其中n和?的影响存在着临界点,n和?小于该值,孔壁位移则显著增大;而剪胀角ψ的影响有限,可忽略不计.卸荷因子n是一个只与内摩擦角?有关的函数;而r p/a是一个只与?、n有关的定值,与深度方向无关,故无黏性土中竖向钻孔的自立深度为0.忽略塑性区弹性变形的柱孔收缩位移解相对偏小,而塑性区半径解相对偏大,故忽略塑性区弹性变形的解答在工程应用中不保守.另外,选取不同土压力沿深度方向的孔壁位移值存在较大差别,在竖向钻孔时的土压力选取还需与现场实测相结合.

砂土原位应力场中的灌注桩成孔卸荷收缩理论解

为了探究钻孔灌注桩在竖向成孔时伴随的孔周土体径向应力的卸荷情况,基于SMP屈服准则及非相关联流动法则,探讨了初始原位应力场条件下砂土竖向钻孔孔周存在的2个塑性区的应力状态工况,并推导了该工况的应力场、位移场的解答,给出了工况判别标准。结果表明:静止侧压力系数K0、土体内摩擦角φ的选取关系到孔周塑性区半径re,rp的变化,对塑性区的产生和发展有很大影响;不同K0和泥浆重度rmud下的孔壁相对位移、孔壁应力均随着钻孔深度的增大而呈线性增大,孔壁相对位移随K0增大而增大,随rmud的增大而减小,但孔壁径向和环向应力并不随K0的改变而改变;砂土竖向成孔的孔周塑性区范围几乎沿深度不发生变化,塑性半径rp对钻孔孔壁环向应力有较大影响。提出的理论解对于砂土初始原位应力场中的灌注桩成孔卸荷问题具有一定的理论意义。