为了分析高海拔地区多年冻土区桩基受冻结力恢复过程影响的承载力特征,以青海省某公路工程桥梁钻孔灌注桩桩基础为研究对象,应用现场静载试验手段获得桩基础的荷载-沉降曲线,分析桩基的荷载传递特性。结果表明,土体温度场受桩基施工扰动影响明显,随着施工时间的增长,土体逐渐回冻,并可以将土体进行温度区间划分,在4m以上土体,其温度基本维持在0℃以上,在3m以下土体,其温度处于0℃以下,具备冻结力;施工完成10d桩基础与30d桩基础的桩顶荷载位移曲线呈现大致相同的变化规律,均可以划分弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段以及卸载阶段;由于冻土冻结力的存在,桩基础的极限承载力得到显著提升,增幅达到25%。
依据侧向冻结力试验无厚度的非线性接触面单元模拟桩土界面,采用双曲线非线性模型冻土本构关系编制三维非线性有限元程序.数值分析得P-s曲线与现场静载试验P-s曲线吻合程度良好,结果表明:桩周冻土温度、桩径、桩长强烈影响着桩侧冻结力的分布状态,得到桩侧冻结力的分布影响规律;增大桩径是提高工程桩承载力、减小沉降量的有效措施;增大设计桩长对提高工程桩承载力贡献较小.
以新疆地区某高压输电线冻土桩基础受力分析为背景,在人工冻结条件下,进行了单桩的室内抗拔模型试验.研究了在不同冻结温度下,冻土中单桩在竖向上拔荷载作用下的承载力特性及其力学性状,分析了包括桩的轴力、桩土之间的冻结力沿桩身的分布规律,桩头竖向位移与荷载的关系,并且定量分析了冻结力和承载力与冻结温度的关系.最后,将分析结果与抗压桩进行了比较.成果可为西部冻土地区桩基的设计与施工提供参考依据.