路堤坡脚被动正斜桩工程响应试验研究

被动正斜桩工程响应受到关注,为了解决坡脚处侧向约束桩可能向坡脚外倾斜,在路堤荷载作用下形成被动正斜桩的问题,在模型桩两侧对称粘贴应变片,使用双面胶黏贴土压力盒,通过PVC管设置百分表探针,设计杠杆加载装置,进行室内模型试验。对底端位置相同但向坡脚外倾斜0°,10°,20°的坡脚侧向约束桩进行研究。根据路堤填筑过程中的受力响应,获得坡脚正斜桩的弯矩、桩侧水平土压力和水平位移变化规律,为倾斜桩应用于软弱路基加固提供试验依据。结果表明:被动正斜桩桩身弯矩沿桩身自上而下先增大后减小再稍增大,峰值位置随倾斜度增大而略提高;加载侧水平土压力沿桩身自上而下先增大后减小再略增大,峰值位于桩长的0.3倍处;桩前土抗力沿桩身自上而下先增大后减小,峰值位于桩长的0.3倍处;直桩在荷载作用下以转动为主,稍有平移,正斜桩既平移也转动;p/p_(u)-y/y_(50)曲线平滑可以拟合;增加被动正斜桩倾斜角,其桩身弯矩、桩侧水平土压力、桩前土抗力、转动量减小,桩身平移量增大,桩自身越来越安全,但路基沉降增大,侧向约束作用降低。在实际工程中,为了发挥坡脚侧向约束桩的侧向约束效果,坡脚处侧向约束桩不宜设计为向坡脚外倾斜的正斜桩,并防止坡脚处侧向约束桩向坡脚外倾斜。

水平荷载作用下嵌岩正斜桩受力变形研究

竖直桩在受到水平荷载后,桩顶会朝着荷载方向倾斜或者由于施工等其他因素而形成正斜桩,然而目前缺乏对水平荷载作用下嵌岩正斜桩受力变形的研究。文中采用有限元数值模拟研究在水平荷载作用下,倾斜角度为0°、10°、20°、30°的正斜桩的桩身水平位移、桩身弯矩与桩身剪力的变化规律,揭示桩身倾斜角度对桩身水平承载性能的影响。结果表明:水平荷载作用下,嵌岩正斜桩的桩身最大水平位移、最大弯矩都随倾斜角增大而减小。桩身最大弯矩出现在距离桩顶1/2H(土层厚度)处,并且大约在该处出现剪力极值。因此,增加水平受荷嵌岩桩桩身上半部刚度可以有效提高水平受荷桩的承载力。