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《华北水利水电大学》 2016年
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基于PIV的砂土中静压桩沉桩挤土效应模型试验研究

杨晓燕  
【摘要】:研究沉桩挤土效应的一种方式是研究沉桩过程中桩周土体的变形场,分析变形场能得到沉桩挤土效应的一些规律。为了研究沉桩过程中桩周土体的形变特性,利用粒子图像测速(PIV)技术,改良静压桩自动沉桩模型试验系统;在沉桩过程中,用CCD(charge coupled device)高速工业相机和Davis8.0系列采集软件连续拍摄试验观测面上的图像,同时用PIVview2C图像后处理软件得到相应的变形场分布云图。为深入分析沉桩过程中桩周土体的变化规律,针对桩端沉入标准砂20cm深度过程中,单桩和双桩不同沉桩间距桩周土体所发生的位移场、剪切应变场和体积应变场进行了一系列的静压桩试验。试验结果如下:(1)单桩沉桩过程中,随着桩端的刺入总位移场在桩端两侧分别贯通呈椭圆环形。总位移场的横向和竖向最大影响范围分别为6.3D和6.7D左右。剪切应变场沿桩两侧对称分布,呈贯通椭圆环型,整体呈“蝶型”分布;横向和竖向最大影响范围分别为4.7D和4.5D左右。体积应变场在桩两侧对称,每侧分别在竖向形成两个独立的变形场,竖向影响范围呈上大下小分布。(2)双桩2D桩间距沉桩时,总位移场横向和桩端下竖向的位移扩展范围最大分别为6.0D和5.8D。总位移场在桩端两侧明显不对称,刺入桩左侧位移场影响范围大。2、3阶段在预埋桩右侧形成位移等值线。剪切应变场不对称,阶段1、3都是在刺入桩两侧形成上下两排;阶段2除了在刺入桩两侧形成外,在预埋桩左侧形成上下两排。横向和桩端下竖向影响范围最大分别为4.7D和5.0D。体积应变场在桩两侧分别形成两部分独立的椭圆环型区域,最大影响范围横向和竖向分别为5.3D和5.0D。(3)双桩4D桩间距沉桩时,总位移场在桩端两侧基本上对称,横向和桩端下竖向影响范围最大分别为6.7D和7.0D,阶段3在预埋桩右侧形成位移等值线。剪切应变场基本上呈对称蝶型。横向和桩端下竖向的影响范围最大分别为5.0D和5.7D,分布在预埋桩左侧。体积应变场在桩两侧分别形成两部分对称区域,形成独立的椭圆环型。
【学位授予单位】:华北水利水电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TU473.1

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