多年凍土地區(qū)樁-土界面剪切特性試驗研究.pdf

1、樁基礎(chǔ)廣泛應用于我國多年凍土地區(qū),如青藏高原、東北、新疆等地區(qū)的基礎(chǔ)設施建設中。舉世矚目的青藏鐵路工程中大量采用樁基礎(chǔ)形式。樁基礎(chǔ)在使用過程中存在凍拔破壞、承載力退化等問題,從而導致工程失效。多年凍土地基中樁-土界面特性對樁基礎(chǔ)的安全性和長期穩(wěn)定性有重要的影響。試驗場地現(xiàn)場開挖表明,樁體表面附著有或薄或厚的冰膜,該層冰膜形成了特殊的樁-土界面,從而造成多年凍土區(qū)樁基礎(chǔ)承載性能的復雜性。同時界面冰膜的形成與眾多因素有關(guān),如樁的成孔成樁方式

2、、樁體材料性質(zhì)、樁周凍土類型和性質(zhì)、樁體和樁周地基溫度場、樁周土融化與凍結(jié)過程等。
　　多年凍土的性質(zhì)十分復雜,多年凍土中樁基研究成果不如一般土中樁基那樣完善,缺乏對樁-土界面凍結(jié)力(冰膠結(jié)力)的產(chǎn)生及發(fā)展規(guī)律等方面的系統(tǒng)研究。樁-土界面問題是基樁承載力的關(guān)鍵,與之相關(guān)的研究始終是樁基礎(chǔ)領(lǐng)域研究的關(guān)鍵技術(shù)問題。多年凍土地區(qū)樁-土界面力學特性研究是樁基理論所需解決的關(guān)鍵問題,該問題的科學解決對于深入認識多年凍土地區(qū)樁基礎(chǔ)的工作狀態(tài)、

3、承載性能退化甚至失效具有重要意義。
　　本論文以此為背景,研究了凍土的力學特性,樁-凍土界面凍結(jié)力的形成過程及影響凍結(jié)力的主要因素(溫度、含水量、外荷載作用時間以及顆粒成份等),進而確定樁體材料、溫度、含水量為研究多年凍土地區(qū)樁-土界面剪切特性的主要研究因素。
　　本文主要采取室內(nèi)模型試驗的方法研究多年凍土地區(qū)樁-土界面的剪切特性,借助蘭州交通大學土木工程學院低溫試驗室的低溫環(huán)境箱、低溫凍融循環(huán)試驗箱XT5405、5704L

4、T高低溫恒溫箱的冷浴系統(tǒng)及應變控制式直剪儀,分別選取鋁材-粉土界面、混凝土-粉土界面、有機玻璃-粉土界面及木材-粉土界面四種不同樁體材料的樁-土界面,在三種土體含水量(20％、23%、26%)及四種試驗溫度(18℃、-1℃、-3℃、-5℃)的試驗條件下,分別對試樣施加四個法向應力(100kPa、200kPa、300kPa、400kPa),采用輪換因子法進行試驗方案設計,共完成192組室內(nèi)低溫直剪試驗。
　　根據(jù)所測得的模型試驗數(shù)據(jù)