采用ABAQUS的静力压桩对城市既有地下管线影响的三维数值分析

应用有限元软件ABAQUS建立静压桩单桩贯入对城市地下管线影响的三维有限元模型,利用三维模型分析单桩贯入对城市地下管线的影响。结果表明:一次性贯入对管道的影响范围在以贯入桩的中轴线为中心约1.5倍桩长的圆柱体的空间范围内;应力和位移的最大值在管道的正中截面、顶部和近桩侧取得;分阶段桩体贯入的方式对管道产生的影响是以水平位移及水平应力为主、竖向位移及竖向应力为辅,水平位移及水平应力先明显增长,竖向位移及竖向应力的明显增长具有滞后性。

静压敞口预应力高强混凝土管桩界面剪切性状试验研究

桩土界面剪切行为对静压敞口预应力高强混凝土(PHC)管桩沉贯性状及长期承载力特性具有至关重要的作用。通过成层土地基中桩身预埋光纤光栅(FBG)传感器的静压桩足尺试验,分别对敞口PHC管桩贯入及静载荷试验中的桩土界面剪切行为进行研究。结果表明:在贯入阶段,桩身轴力及侧摩阻力沿桩的深度方向逐渐传递,传力幅值与桩周土体性状密切相关,土层界面处轴力传递效率依次为98.2%、92.2%、96.3%、83.8%、80.5%。随着压桩循环次数的增加,同一深度土层摩阻力呈逐渐减小趋势。经历5个压桩循环后,深度6 m处的砂质粉土层摩阻力减小幅度约为46.25%,深度10 m处的粉质黏土层经历3个压桩循环后摩阻力减小幅度约为12.1%;载荷试验过程中,桩侧摩阻力随着桩顶荷载施加自上而下逐步发挥。摩阻力完全发挥所需的桩土相对位移,粉质黏土层的最大,约为6.96~7.46 mm,淤泥质黏土层的次之,约为6.05 mm,砂质粉土层的最小,约为4.23 mm;与原状土相比,重塑区土体含水量、孔隙比参数指标降低,重度、黏聚力及内摩擦角增大。桩周重塑区土体物理力学指标变化是贯入及载荷试验阶段桩土界面剪切行为不同的重要原因。