垫层土拱效应试验与计算方法-东南大学学报.PDFVIP

第４３卷第５期 东南大学学报（自然科 学版 ） Ｖｏｌ．４３Ｎｏ．５ 　 ２０１３年９月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） 　 Ｓｅｐｔ．２０１３ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－０５０５．２０１３．０５．０１０ 垫层土拱效应试验与计算方法 １ １ １ ２ 朱小军　 龚维明　 赵学亮　 徐国平 １ （东南大学土木工程学院，南京２１００９６） ２ （中交公路规划设计院有限公司，北京１０００８８） 摘要：为了研究刚性桩复合地基垫层土拱效应的作用机理，通过可视化模型箱对不同桩间距及 垫层厚度的刚性桩复合地基进行室内模型试验，并对加载过程中桩顶及桩间土压力进行测试．利 用数码相机拍摄数字照片观测垫层土体的变形，由垫层土体的位移场得出垫层内土拱几何形状， 提出了二维土拱分析模型，运用二维力学方法对土拱分析模型进行计算，求解出桩顶及桩间土应 力，并利用室内模型试验数据对理论解进行验证．结果表明，土拱分析模型计算结果与试验数据 吻合较好，当垫层厚度与桩间距之比达到０．７时，垫层内部开始产生土拱．土拱分析模型的建立 对于土拱效应作用机理和刚性桩复合地基垫层受力机理的揭示具有一定的参考价值． 关键词：垫层；土拱效应；模型试验；分析模型 中图分类号：ＴＵ４７３　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００１－０５０５（２０１３）０５０９５７０５ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｓｏｉｌａｒｃｈｉｎｇｉｎｃｕｓｈｉｏｎ １ １ １ ２ ＺｈｕＸｉａｏｊｕｎ　 ＧｏｎｇＷｅｉｍｉｎｇ　 ＺｈａｏＸｕｅｌｉａｎｇ　 ＸｕＧｕｏｐｉｎｇ １ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ） ２ （ＣＣＣＣＨｉｇｈｗａｙＣｏｎｓｕｌｔａｎｔｓＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｓｏｉｌａｒｃｈｉｎｇｏｆｃｕｓｈｉｏｎｉｎｒｉｇｉｄｐｉｌｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ｌａｂｏｒａｔｏｒｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｆｒｉｇｉｄｐｉｌｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｉｎａ ｔｅｍｐｅｒｅｄｇｌａｓｓｂｏｘｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｉｌｅｓｐａｃｉｎｇａｎｄｃｕｓｈｉｏｎｔｈｉｃｋｎｅｓｓ．Ｔｈｅｓｔｒｅｓｓｅｓｏｆｐｉｌｅｔｏｐａｎｄｓｏｉｌ ｂｅｔｗｅｅｎｐｉｌｅｓｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｄｕｒｉｎｇｔｈｅｌｏａｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅｓｏｉｌｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｕｓｈｉｏｎｗａｓｉｎ ｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｏｂｓｅｒｖｉｎｇｔｈｅｄｉｇｉｔａｌｐｉｃｔｕｒｅｓｈｏｔｂｙｄｉｇｉｔａｌｃａｍｅｒａ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｓｏｉｌｄｅｆｏｒｍａ ｔｉｏｎｉｎｔｈｅｃｕｓｈｉｏｎ，ｔｈｅｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌｓｈａｐｅｏｆｓｏｉｌａｒｃｈｉｎｔｈｅｃｕｓｈｉｏｎｗａｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄ，ａｎｄａｎａｎａｌｙｔｉ ｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｗｏｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｏｉｌａｒｃｈｗａｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｔ