基于微结构指标主成分分析的沉桩挤土效应研究.pdfVIP

工程地质学报 1004—9665／20ll／19(2)-0231一07 Joum口f矿E昭i，聊打昭＆oz99y 基于微结构指标主成分分析的沉桩挤土效应研究 张建新①② 赵建军①② 牛 磊①② (①天津城市建设学院土木工程系天津300384) (①天津市软土特性与工程环境重点实验室天津300384) 摘要前期研究已认识到，土的宏观力学性质及其表现从本质上应取决于土的微观结构。在结构性较强的软土中沉桩，桩 周土体内部结构会发生显著变化，土体的强度与变形性质是这种内在变化的宏观表现，研究土体微观结构与宏观力学行为变 化之间的关系，对认知土体的力学性质，从微观出发去认识沉桩挤土效应的机理，指导工程实践具有重要地理论和现实意义。 本文基于天津滨海地基土实际静压桩工程，在沉桩的不同时刻、沿桩身的不同位置取桩周土体原状土样进行室内三轴固结不 排水剪切试验，得到土体强度指标参数，同时进行对应的微观结构试验，得到垂直与水平方向的10个微结构指标。采用主成 分分析方法，在微结构指标中提取3个主成分，较好地分析了土体微结构特征。研究表明：3个主成分与黏聚力之间存在较好 的相关关系，而与内摩擦角之间的相关性相对较弱；第一主成分对各微结构信息的提取比较充分，第二、第三主成分是对第一 主成分未反映信息的进一步补充。同时主成分分析表明，土体微结构性质对强度性质起控制作用，在沉桩过程中，近地表和 下部土层宏观力学指标表现出了相反的变化规律。主成分分析方法较好地表述了土体的微结构性质，为进一步从微观入手 解释沉桩挤士效应机理提供了有力依据。 关键词微结构主成分分析沉桩挤土效应 中图分类号：1’U443文献标识码：A ANALYSISoFSoILMICROSTRUCTURECoMPONENTSFoR SQUEEZ- BYPILE—DIUVING INGEFFECT ZHANG ZHAO NIUki①② Jianxinq)② Jianiunq)⑦ (①D甲们聊m矿锄甜西硒，聊矗昭，弛研n瓜￡打船矿啪肌cD船t兀研如n，‰哪儿300384) 300384) (①‰彬n嘶眈60胁可o，s咖SD“c地M耙麻￡如。材西涮，搠i愕E，挪的n脚m，‰研乃 AbstmctP聃tstudieshaveshownthatthe mechanicaJ ofsoil on macmsc叩ic pmperties粕dperfo瑚孤cedepend itsmicrostllJcture intoa sonsoilwouldcausea intheintemalstnlcture essentially．D而vingpile significantchange of the and the of thesoRsoil defomlationcharactersare this surroundingpile．ThestT．en殍h macroscopicexpression betweensoilmicmstlllctureandits of mechanicalbehaviorisof change．Therelationship changemacroscopic great theoreticaland It cannot reVealthemechanical butalsounderstandits practicalsigni6cance． only pmperties， mechanismofefI．ectof f而mmicr0Hcosmic further tothe ob—