中国公路学报

作者：朱小军, 费康, 李文帅, 许朝阳, 龚维明

单位：1. 东南大学土木工程学院, 江苏南京 210096;2. 扬州大学建筑科学与工程学院, 江苏扬州 225127

关键词：桥梁工程,竖向特性,细观试验,桩箱基础,颗粒流

基金：江苏省自然科学基金项目（BK20141279，BK20170509）；江苏省高校自然科学基金项目（15KJB580013）。

为了分析沉箱-垫层-桩复合基础的竖向受力特性，以深水桥梁桩箱基础试验模型为背景，针对3组不同级配砂石垫层，进行了桩箱基础竖向承载特性试验。通过在沉箱顶部施加竖向荷载、桩身埋设应变片、土压力计以及位移计等测试方法，并在试验过程中采用粒子图像测速（PIV）技术进行连续跟踪拍摄，得到桩身侧摩阻力、桩顶刺入量、砂石流动趋势及垫层孔隙率等变化规律，利用图像处理技术获取了土体颗粒位移场，并采用颗粒流程序PFC^2D对该复合基础应力传递方式和孔隙率等细观特性进行补充分析。研究结果表明：砂石垫层颗粒级配对桩顶刺入量有较大影响，由粗集料和良好级配骨料砂石构成的垫层可有效减小桩顶刺入量；沉箱下沉时，桩身中性点位置从0.4<em>L</em>处下移到0.7<em>L</em>处，同时桩顶区域孔隙率由29.2%降低至11.2%，下降幅度较为明显，表明其颗粒被挤压密实形成核心区，与数字图像处理得出的土体位移场形态相吻合；PFC^2D程序分析结果与室内模拟的规律较为一致，沉箱刃脚处土体孔隙率经历了先下降后升高的过程，表现出土体的剪胀特性，而桩顶处土体孔隙率值持续降低，形成桩顶核心压密区。研究成果可为深水桥梁桩箱基础设计提供参考。

来源：2017年第10期

《中国公路学报》期刊编辑部

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