摘要：复合地基是一种有效且应用广泛的软土地基处理技术,而开孔透水管桩综合了散体材料桩的透水性与黏结材料桩高承载力的优点,是地基处理中增强体的新选择。据此,为研究透水管桩复合地基的固结特性,在考虑桩体向褥垫层和下卧层发生刺入的前提下对传统等应变假定进行了修正,并引入半透水边界作为桩土界面排水条件,在此基础上推导了桩身均匀开孔下土体固结的微分方程和求解条件,综合考虑了不同的附加应力分布形式以及扰动效应。利用有限正弦傅里叶变换等方法,求解了土体内部超静孔压、地基沉降及固结度的解析表达式,并通过退化分析和有限差分解的对比,验证了本文解答的正确性。最后,通过算例分析系统探究了开孔率、开孔半径、地基附加应力分布形式、扰动效应以及垫层和下卧层的压缩模量对地基固结特性的影响。结果表明:相比于传统管桩,透水管桩对加快桩周土内超静孔压的消散有着显著的效果;具体为开孔率越高、开孔半径越小,则桩侧土内超静孔压消散越快;与此同时,附加应力呈倒三角分布且不考虑扰动效应时地基固结速率最快;此外,增加垫层和下卧层的压缩模量也可以提升地基固结速率。本文的研究结果可为透水管桩技术的推广和工程设计提供一定的理论依据。

摘要：在软土地基中设置透水管桩可以加快沉桩引起的超静孔隙水的消散速率,进而加速桩周土的固结。目前,国内外对透水管桩承载力和透水性能的模型试验和数值模拟研究较多,但深入探究桩基承载力时间效应和荷载传递规律的现场试验研究较少。通过基于光纤布拉格光栅(FBG)的现场静载试验,研究了软土地基中透水管桩桩身应变分布及内力传递规律,并分析了桩身不同位置处桩-土界面超孔隙水压力随时间的变化规律与桩基承载力时间效应的关系。试验结果表明:沉桩结束前期,透水管桩的单桩竖向抗压承载力增长率较高,并且随时间逐渐降低;试验场地条件下,沉桩后10 d内透水管桩承载力的提高主要来源于桩侧摩阻力,10~24 d内桩端阻力对桩基承载力提高的贡献明显增加;桩-土界面的超孔压沿桩深度增加,随着桩端附近超孔压加速消散,土体有效应力增大,桩侧摩阻力和桩端阻力也随之增大。研究成果对软土地基中透水管桩的设计和施工具有一定的指导意义。