高应变培训课件

(b) (a)

图 7-5 土的模型

(a)静阻力模型 (b)动阻力模型

①桩的承载力为土对桩的支承载力,桩承载力达极限值时,认为是桩土界面受剪破坏。 ②实测总阻力为静阻力和动阻力之和。

R=Rs+RD受 (7-4)

其中Rs为静阻力,取决于土的位移,随着位移线性增加,直到土的最大弹性位移(Quake值)后,Rs不随变形增加而增加。

RD为动阻力,简化为与桩运动速度V成线性关系的粘滞阻尼模型。 RD=JcZV

式中 V-桩身运动速度

Z-桩身阻抗 Jc-Case阻尼系数 8.5 Case法的单桩承载力

由式 (7-4) 所示,动测总阻力由静阻力和动阻力之和,但人们关心的是和静荷载试桩相对应的静阻力Rs,要想办法从总阻力分离出静阻力。

Goble教授研制的PDA打桩分析仪,从实测力波形和速度波形实现了这种分离。

Rs=R-Jc(2Ft1-R) (8-1)

R=1/2〔F(t1)+F(t2)+ZV(t1)-ZV(t2)〕 (8-2) Rs=1/2(1-Jc)〔F(t1)+ZV(t1)〕+1/2(1+Jc)〔F(t2)-ZV(t2) 〕 (8-3) 式中t1、F(t1)、V(t1)——分别为速度第一峰的时刻、锤击力和质点运动速度。

t2、F(t2)、V(t2)——分别为桩底反射时刻、锤击力和质点运动速度。

【例】某预制方桩,截面0.3×0.3m,桩长12m,持力层为粉土,用筒式柴油锤复打

进行高应变法动力试桩,实测如图8-1:

图 8-1 高应变法实测波形

已知:F(t1)=4150kN; F(t2)=700kN; ZV(t1)=4150kN; ZV(t2)=3500Kn; 试用Case法计算单桩极限承载力。

[解] 桩端持力层为粉土,根据Goble推荐的Case阻尼系数,Jc取0.3 RS=1/2(1-Jc)[ F(t1)+ZV(t1)] +1/2(1+Jc)[ F(t2)- ZV(t2)] =1/2(1-0.3)(4150+4150)+1/2(1+0.3)(700-3500) =2905-1820=1085kN 单桩极限承载力为1085 kN 9. 波形拟合法。

9.1拟合原理:波形拟合法是利用计算机软件对波形问题进行数值计算,反演桩﹑土的参数过程。

将桩划分若干分段(单元),假定各单元的桩﹑土参数(桩:E﹑A﹑c;土:RS(Ru) ﹑

Qk(Sq) ﹑Jc﹑Jct),利用实测的速度波形(或力﹑上行波﹑下行波)作为输入边界条件进行波动程序计算,反算桩顶力波形(或速度﹑上行波﹑下行波),若计算的波形和实测的波形不吻合,改变桩﹑土参数,反复计算,直至两者吻合程变良好并且不易进一步改善为止,从而得到单桩极限承载力﹑桩侧﹑端阻分布﹑计算的Q~s曲线和桩身完整性。 9.2拟合结果评价 良好的拟合结果应满足:

(1) 选用的参数应在岩土工程合理范围;

(2) 拟和时间段应在t1+2L/c +20ms;柴油锤打桩波形应在t1+2L/c +30ms; (3) 土阻力响应段波形应吻合,其他区段波形基本吻合; (4) 各单元假定的Qk(Sq)值不大于计算值; (5) 贯入度计算值和实测值接近。

10.工程实例

【例1】直径0.55 m,桩长21m预应力管桩,桩端持力层硬塑~坚硬粘土,筒式柴油锤施打,图10-1为波形拟合法结果,

(a)实测F、V波形; (b)拟合力波形; (c)拟合速度波形;(d)上、下行波; (e)计算速度波形; (f)计算位移波形;(g)计算Q~s曲线和阻力分布。 由此看出:(1)该桩属摩擦端承桩,Qu=3960kN,端阻1012kN(占26%),侧阻2947kN(占

74%),波速c=4200m/s;

(2)桩位移最大值滞后速度最大值,滞后时间,桩顶2.6ms、桩中6ms、桩底

4.5ms。

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