摘要：根键桩现场足尺试验表明,根键的植入不仅使基础承载力大幅提高,根键阻力的稳定发挥还能有效抑制桩体位移.但由于试验条件所限,并未对根键桩多种根键组合模式下极限承载力进行量测,仅凭现有成果无法系统预测根键桩荷载位移发展规律.故采用ABAQUS软件对足尺试验进行模拟分析,通过对比不同根键密度、位置下的Q-S曲线,确定不同根键组合对承载力的影响规律以及根键承载特性的变化情况,进而基于荷载传递理论提出考虑根键密度以及间距影响的根键桩非线性变形计算方法,结果表明理论计算与实测及模拟结果具有较高吻合度,能够正确反映不同根键组合模式下基础的变形规律.

摘要：为明确根键桩抗拔受力模型以及桩土作用规律,对等截面桩、扩底桩以及根键桩竖向荷载及联合荷载下的抗拔性能进行测试,并结合有限元模拟对不同根键密度下承载力变化规律以及结构强度进行探究。结果表明:(1)根键桩更适用于复杂荷载工况以及对位移有严格要求的建筑基础,且根键桩多层变截面使材料承载力发挥更充分,也更经济;(2)试验条件下,桩周土体裂隙率与荷载的关系符合指数分布,同荷载下裂隙率越高则承载能力越低,极限荷载下裂隙率越高则对土体承载能力发挥越充分;(3)提高根键密度有利于降低根键周围土压力,防止基础过早发生塑性破坏,一般而言,根键与相同直径圆环截面积比值α应为0.1~0.3。

摘要：为探究根键桩抗拔承载特性,基于PIV技术(粒子图像测速技术)与透明土组成的桩土变形可视化试验系统,对上拔荷载作用下同尺寸根键桩、扩底桩以及等截面桩进行非介入式模型试验。测得各桩荷载-位移曲线并对桩周土体位移场变化情况进行实时采集,通过对不同时刻各桩桩周土体位移场等值线图不同色阶部分像素点进行统计,实现对位移场发展规律以及土体塑性变形区域的精确对比,并进一步结合现有透明土三轴试验成果提出适用于小尺寸透明土模型试验桩土侧阻力计算模型,结果表明:试验条件下,虽然同尺寸扩底桩承载力更高,但是在中低荷载时,多层根键桩表现出对基础位移更好的控制能力,更适用于对位移有严格要求的建筑基础;根键的设置存在优化问题,为保证土体以及根键承载力的充分发挥,初步建议根键纵向间距以(4~6)L为宜(L为根键外伸长度);当根键层数较少时,根键对荷载扩散作用不明显,土体位移场范围相比等截面桩甚至出现小幅降低,而随着根键层数的增多,桩周土体位移场范围也随之显著扩大,在试验条件下,4层根键所带动的土体位移场面积约为扩底桩的113%,而塑性区面积仅为扩底桩的58%,根键桩承载能力提升潜力要优于扩底桩;极限荷载下,各桩桩周土体位移场均为“倒三角形”分布,且与水平面夹角均为(45°+φ/2);基于现有透明土研究成果所得桩土侧阻力计算模型能够在一定程度上反映基础荷载传递规律,由计算分析得,根键与扩大头的设置分别使土体极限承载力提高了1.27与1.18倍,变截面的设置使土体承载力得到了更大程度发挥,且深度效应对根键法向阻力影响远小于侧摩阻力。

摘要：通常桩基受力作用分别确定上拔、水平2个方向的承载力,不考虑其相互影响,不能准确反映桩基的真实受力状况。为研究桩基上拔、水平荷载的耦合作用对桩基上拔、水平向承载性能的影响,开展了大型现场试验及数值模拟研究。研究结果表明:上拔、水平联合荷载对桩基承载性能的影响与上拔、水平向荷载的比例有较大关系,当该比例小于2时,联合荷载作用对桩基水平承载能力影响较小,不小于2时,桩基的水平承载能力明显被削弱,且被削弱的程度随着该比例的增大而提高;联合荷载下桩基的上拔荷载位移曲线与单独上拔时基本重合,但在加载比例较小时,桩基在水平方向会先达到破坏标准,从而导致桩基上拔承载能力不能充分发挥。联合荷载下,水平承载能力被削弱的原因在于桩基带动桩周土体的一起上拔导致了地基土抗力系数比例系数的减小和桩身弯矩的增大;联合荷载下,由于水平荷载的作用,桩基上部受压侧竖直方向的土压力会由于土体被挤密而变大,上部受拉侧土压力则会由于桩与土的分离而变小;桩基下部则由于桩基的刚性转动表现出相反的趋势;联合荷载下桩基破坏时,破坏区域的土体裂缝呈扇形分布,其分布形式、范围及破坏机理均与单独上拔、水平荷载时有较大差别。总体来说,联合荷载对桩基承载性能的影响是客观存在且不可忽视的。