碎石桩传力特性的实验研究及其理论分析 - 兰州大学.pdf

第49 卷 第5 期 兰 州 大学学报 （自然科学版） Vol. 49 No. 5 2013 年10 月 Journal of Lanzhou University (Natural Sciences) Oct. 2013 文章编号: 0455-2059(2013)05-0627-06 碎石桩 力特性的实验研究及其理论分析 1 2 1 1 慕青松 , 马崇武 , 马君伟 , 花 拓 1. 兰州 大 学西部 灾害与 环境 力 学教 育部 重点实验室, 土 木 工程 与 力 学学院, 兰州 730000 2. 东莞理 工 学院建 筑工程 系, 广 东 东莞 523808 摘 要: 应 用 自行设计制 的二维实验设备, 通 过杠杆 砝码加 压 与测力 环直接测量桩底压 强相结合 的方法, 研 究 了不 同长度 碎 石桩 的 力 方 式 和 破 坏 模式. 实验发 现, 直径 和 填 料 一 定的碎 石桩 存在 一个临 界 桩 长(临界 长径 比), 当桩 长跨越临界 值 时, 碎 石 桩 内部 以及 与 桩 周 土 之 间的 力 方 式 要发 生 改 变. 桩 长小 于临 界 值 时, 随着 桩 顶荷 载增 加 , 桩 底 的承 载贡献率增 大, 而 桩 周 土 的承 载贡献率减小. 与之 相反, 桩 长大 于临 界值 时, 随 着 桩 顶荷 载增 加 , 桩 底 的承 载贡献率减小, 而 桩 周 土 的承 载贡献率增 大. 实验还发 现短 桩 和 长桩 的不 同 力 方 式决定了不 同的破 坏 模式. 随着 桩 顶荷 载增 加 , 短 桩 将 发 生 桩 底 刺 入破 坏, 而 长桩 将 发 生 顶端 鼓 胀 剪切 破 坏. 借 鉴Janssen 的“ 粮仓 效 应 ” 经典理 论, 建 立 了二维碎 石桩 的 力模型. 该模型 对长桩 定性 符合 良好, 但 对 短桩 不 适合. 关键词: 碎 石桩; 临界桩 长; 桩 周 土; 力方式; 破 坏模式 中图分类号: O313.5, O347.7 文献标识码: A Experimental study and theoretical analysis of the stress propagation in a stone column 1 2 1 1 MU Qing-song , MA Chong-wu , MA Jun-wei , HUA Tuo 1. Key Laboratory of Mechanics on Disaster and Environment in Western China with the Ministry of Education, School of Civil Engineering and Mechanics, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China 2. Department of Civil Engineering, Dongguan University of Technology, Dongguan 523808, Guangdong, China Abstract: An experiment apparatus designed by ourselves, which consists of a lever-weight loading part and column-bottom-pressure ergometers, was