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黏土中桩身表面粗糙度对单桩承载特性影响的试验研究
摘要
本次试验通过对黏土中表面粗糙度不同的单桩进行荷载试验，探究了桩身表面粗糙度对单桩承载特性的影响。试验结果表明，桩身表面粗糙度对桩顶位移、桩身竖向土力、桩端阻力和桩身侧向土力均具有重要影响，且随着桩身表面粗糙度的增加，桩身竖向土力、桩端阻力和桩身侧向土力均呈现出上升趋势，而桩顶位移则呈现下降趋势。
关键词：单桩，表面粗糙度，黏土，桩顶位移，桩身竖向土力，桩端阻力，桩身侧向土力
正文
一、实验目的
本次试验的目的是研究黏土中桩身表面粗糙度对单桩承载特性的影响，以揭示桩身表面粗糙度与单桩承载力之间的关系，并且为桩基设计提供科学依据。
二、实验原理
桩身表面粗糙度是指桩身表面的不规则度，其大小与桩身表面的平滑度有关。当桩身表面粗糙度较小时，桩周土体与桩身的黏着力较强，土体中颗粒间的耐剪强度较高，当荷载施加于桩顶时，部分荷载通过桩身直接传递到桩端，形成桩端阻力；此外，桩体周围土体的均匀性良好，桩势稳定。但是，当桩身表面粗糙度增大时，桩周土体与桩身的纹理互相咬合，土体中颗粒间的耐剪强度降低，从而影响桩的承载力，同时，对于侧向荷载作用，桩侧土体易于滑动，产生较大的桩身侧向土力。
三、实验原理
1、实验设备
本次实验采用以Cr-C板材为桩模板，制成φ50mm的单桩。实验使用沉降仪和试验机对单桩进行荷载试验。试验机的最大荷载为200kN。
2、实验方法
将制成的单桩分为两组，其中一组保持平滑，另一组通过放置砂子进行人为粗糙处理，然后将其埋入黏土土体中。
进行试验时，先用沉降仪进行桩基初压后，再通过试验机施加不同的竖向荷载和横向荷载，同时测量桩身竖向土力、桩端阻力、桩身侧向土力和桩顶位移。
四、实验结果分析
本次试验通过测量不同表面粗糙度下单桩的承载特性，得到如下结论：
1、随着表面粗糙度的增大，桩的承载力呈现上升趋势。
2、桩身竖向土力、桩端阻力、桩身侧向土力均随着表面粗糙度的增加而增大。
3、桩顶位移随着表面粗糙度的增加呈现下降趋势。
五、结论
本次试验结果表明，桩身表面粗糙度对桩的承载力具有重要影响。具体而言，当桩身表面较为平滑时，桩的承载力不容易受到侧向荷载的影响，但是随着表面粗糙度的增加，桩身与土体之间的黏着力减小，土体的颗粒间的耐剪强度降低，从而影响桩的承载力，并且易于产生桩身侧向土力。因此，需要根据不同的工程条件，对桩身表面粗糙度进行适当处理，以确保桩基的稳定性。
六、参考文献
[1]王力.岩土工程学.人民交通出版社，2014
[2]邓州市交通部门.双桥隧道桥基础工程技术要点[J].地球工程与隧道，2019(3).