桩－海洋黏土界面剪切性状试验研究.pdf

　 长　 江　 科　 学　 院　 院　 报 　 　 　 　 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ 　 　 　 　 ｄｏｉ：１０．１１９８８／ ｃｋｙｙｂ － 桩 海洋黏土界面剪切性状试验研究 １，２ ３ ３ １ 郭聚坤 ，寇海磊 ，许泓霖 ，雷胜友 （１．长安大学 公路学院，西安　 ７１００６４；２．山东交通职业学院公路与建筑学院，山东 潍坊　 ２６１２０６； ３．中国海洋大学 工程学院，山东 青岛　 ２６６１００） － － 摘　 要：桩 土界面剪切性状制约着桩基受力特性，对研究桩 土相互作用机理具有重要意义。 利用改进后的直剪 仪，进行海洋黏土与钢板、混凝土板的界面剪切试验，研究不同含水率、不同固结时间的海洋黏土与钢、混凝土界面 － － 的剪切应力 剪切位移关系。 结果表明：界面剪切应力 剪切位移关系表现出较好的弹塑性关系，界面本构关系可 用双曲线模型表示。 随着法向应力增大、含水率减小和固结时间增长，界面峰值剪切应力增大，所需峰值剪切位移 增加，峰值剪应力的增加集中在固结开始后的１４ ｄ 内。 界面摩擦角和界面黏聚力随含水率增加而减小。 界面摩擦 角受固结时间影响不大，集中在２０°～２３°范围内，界面黏聚力随固结时间增加而增大。 研究成果可为海洋桩基工 程沉桩阶段阻力估算及数值模拟提供参考。 关键词：海洋黏土；界面剪切性状；含水率；固结时间；改进直剪试验 中图分类号：ＴＵ４７３　 　 　 文献标志码：Ａ ［９］ － 桩土参数对Ｐ ｙ 曲线的影响。 刘红军 等建立了 海上风机桩土作用模型。 为进一步探究海洋工程 １　 研究背景 － 桩 土体界面剪切性状，本文作者通过改进直剪仪， 跨海大桥、海上风力发电等海洋工程在近年发 进行了钢、混凝土与海洋黏土的界面剪切试验，从土 展迅速，大直径超长桩成为海洋工程基础的首选。 体含水率和固结时间两个因素展开研究，研究成果 海洋工程承受海洋风、浪、地质作用等各种外部荷 可为沉桩设计、沉桩阶段阻力估算提供一定的参考， 载，桩基承载力是影响其整体稳定性的重要因素，如 为估计桩基承载力提供借鉴。 何合理确定桩侧摩阻力是研究桩承载力的重要课 － 题。 桩侧摩阻力的确定实质上就是确定桩 土界面 ２　 界面剪切试验 － 的剪切强度，故对海洋桩 土界面的力学特性研究 变得尤为重要。 ２．１　 试验设备改进 －