地热桩荷载-温度作用下单桩沉降特性数值分析

建立了地热桩荷栽-温度作用数值计算模型,并用现场试验数据进行模型的验证。结合不同气候地区地源热泵系统运营特征模拟了地热桩3种不同持续运营工况。给出了不同荷载水平下,升温、降温和升-降温持续周期性运营工况影响的单桩桩顶沉降变化曲线。结果表明:长期运营过程中桩顶沉降呈现周期性变化并产生累积;沉降累积效应与地热桩运营工况以及桩顶荷载水平有关;地热桩工程应用应关注持续周期性运营过程中温度的影响。

竖向循环荷载下单桩的累积沉降特性模型试验

高速公路、铁路桩承式路基中桩基的累积沉降发展对路基变形影响很大,为有效控制路基变形并利于后续运营,有必要深入研究竖向循环荷载下单桩的累积沉降发展规律。通过新研发的土体加压装置对模型试验中桩侧土体施加额外的侧向压力,开展了竖向循环荷载下双层地基中单桩模型试验,基于模型试验结果分析了循环荷载下侧向压力对桩顶累积沉降的影响,并进一步探究了侧向增压地基中循环荷载频率、循环荷载比(CLR)、静偏荷载比(SLR)对桩顶累积沉降的影响。研究结果表明:增加侧向压力不仅提高了单桩的极限承载力,还对循环荷载作用下桩顶累积沉降的影响明显,尤其循环荷载较小时增加侧向压力可能会改变桩顶累积沉降的发展模式。循环荷载下单桩的桩顶累积沉降明显受到循环次数、SLR、CLR及循环荷载频率的影响,桩顶累积沉降随着循环次数、CLR和SLR的增加而增大,且在循环加载前期的桩顶累积沉降发展较快,CLR对桩顶累积沉降的影响比SLR的大;荷载频率的增大同样会导致桩顶累积沉降增加,并朝着不利于桩基安全的方向发展;发展型的桩顶累积沉降与循环次数的关系可用对数函数进行表述。当前仅以荷载大小作为桩顶累积沉降发展类型的判定标准存在一定的局限性,应在工程设计及运营中特别注意循环荷载频率、CLR、SLR等因素的影响。