全球气候变暖导致多年冻土层温度升高,进而显著改变桩周土体的物理和力学性质,这对铁路桥梁桩基础的竖向承载特性产生了深远影响。为量化分析多年冻土层对既有铁路桥梁桩基础竖向承载特性的影响,以青藏铁路桥梁广泛使用的高承台桩基础为研究对象,通过室内缩尺模型试验对比研究了竖向荷载作用下非冻土(对比组)与多年冻土(多年冻土层厚度为140 cm)条件下桩基础承载性能及桩周土体的破坏特征。试验结果表明:在非冻土条件下,桩周土体表面出现近似矩形的闭合裂缝,且从矩形四角向外延伸,0.5倍桩径以内的土体出现明显沉陷,土体表面仅有一条主裂缝;当有多年冻土层存在时,桩周土体虽然出现未闭合近似矩形裂缝,但表层土未发生明显沉降。此外,多年冻土层的存在显著提高了桩基础竖向极限承载力,多年冻土条件下桩基础的极限承载力约为非冻土条件下的4.5倍。分析发现,桩基础承载力的提升主要源于多年冻土层中桩侧摩阻力的显著增加,多年冻土层存在时最大桩侧摩阻力约为非冻土条件下的7.1倍。相对而言,多年冻土层对桩基础端承力的影响并不明显,多年冻土条件下桩基础最大端承力相较于非冻土条件提高了8.8%。因此,多年冻土区既有铁路桥梁桩基础承载性能...
全球气候变暖导致多年冻土层温度升高,进而显著改变桩周土体的物理和力学性质,这对铁路桥梁桩基础的竖向承载特性产生了深远影响。为量化分析多年冻土层对既有铁路桥梁桩基础竖向承载特性的影响,以青藏铁路桥梁广泛使用的高承台桩基础为研究对象,通过室内缩尺模型试验对比研究了竖向荷载作用下非冻土(对比组)与多年冻土(多年冻土层厚度为140 cm)条件下桩基础承载性能及桩周土体的破坏特征。试验结果表明:在非冻土条件下,桩周土体表面出现近似矩形的闭合裂缝,且从矩形四角向外延伸,0.5倍桩径以内的土体出现明显沉陷,土体表面仅有一条主裂缝;当有多年冻土层存在时,桩周土体虽然出现未闭合近似矩形裂缝,但表层土未发生明显沉降。此外,多年冻土层的存在显著提高了桩基础竖向极限承载力,多年冻土条件下桩基础的极限承载力约为非冻土条件下的4.5倍。分析发现,桩基础承载力的提升主要源于多年冻土层中桩侧摩阻力的显著增加,多年冻土层存在时最大桩侧摩阻力约为非冻土条件下的7.1倍。相对而言,多年冻土层对桩基础端承力的影响并不明显,多年冻土条件下桩基础最大端承力相较于非冻土条件提高了8.8%。因此,多年冻土区既有铁路桥梁桩基础承载性能...
基于静钻根植桩结构特点,利用ABAQUS建立三维有限元模型,开展静钻根植桩在冻土区的桩基承载特性数值模拟研究,分析竖向荷载下桩基荷载传递机理,讨论桩周冻土温度、桩周水泥土厚度和水泥土黏聚力对竖向承载特性的影响。结果表明,水泥土外壳是桩基承载力的关键,其竖向应力变化复杂;水泥土扩大头底部竖向应力较顶部增大了43%左右;竹节上下部位会发生应力突变,水泥土外壳竹节凹陷处下部较上部应力平均增大27.5%。桩周冻土常温与负温条件下桩基承载特性具有一定差异;桩周水泥土厚度应介于100 mm到0.5倍预制芯桩桩径之间;水泥土黏聚力在300 MPa左右对桩基承载力最有利。
为评价青藏交直流联网工程冻土地基杆塔基础稳定性,进行了粗粒冻土地基装配式真型基础在竖向上拔与水平荷载或下压与水平荷载共同作用下的载荷试验,试验基础施工采取与工程基础尺寸、施工工艺和时期一致的原则,根据试验结果,分析了基础极限及破坏状态,研究了荷载与位移关系曲线特征及承载特性,求得试验基础的承载能力及"土重法"上拔角等设计参数的取值。试验研究结果表明,试验荷载作用下粗粒冻土装配式基础因水平位移过大而失稳,荷载与位移关系曲线表现为非陡降型,活动层冻结状态时地基强度及基础承载性能优于融化状态,粗粒冻土地基上拔角大于13°,装配式基础承载力满足设计要求。