减小负摩阻力履带桩的研发及力学特性分析.pdf

第 42 卷 第 6 期 岩石力学与工程学报 Vol.42 No.6 2023 年 6 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering June ，2023 减小负摩阻力履带桩的研发及力学特性分析 董建华 1，2 ，郑亚林 1，2 ，吴晓磊 1，2 (1. 兰州理工大学 甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室，甘肃 兰州 730050 ； 2. 兰州理工大学 西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心，甘肃 兰州 730050) 摘要：针对湿陷性黄土地区的桩基负摩阻力问题，提出一种既可以减小桩侧负摩阻力，又能增加正摩阻力的履带 桩。对其构造和工作原理进行探讨。基于已有研究的荷载传递函数，结合履带的运动特性对荷载传递法进行修正， 推导出适用于新型桩的桩侧正摩阻力以及负摩阻力分布函数，以及桩体沉降和考虑时间效应的土体沉降计算公式， 最终给出该新型桩的单桩竖向极限承载力计算方法。结合算例，采用非线性有限元软件 ABAQUS 模拟该新型桩的 结构特性、工作原理，并将模拟值与理论值进行对比分析。进行新型桩与普通桩的室内模型试验。结果表明：(1) 履 带的设置可以使中性点上移，减小桩侧负摩阻力；(2) 履带桩能够使桩侧土体竖向位移减小，随着距桩中心的距离 增加，沉降量越小，更有利于地基的稳定性；(3) 单桩承载力模拟结果与理论计算所得结果基本一致，验证了理论 分析方法的正确性；(4) 与普通直桩相比，减小负摩阻力效果明显，单桩承载力得到提高，为湿陷性黄土地区桩基 工程的设计提供一定的理论指导。 关键词：桩基础；履带桩；复合地基；荷载传递法；固结效应；负摩阻力 中图分类号：TU 47 文献标识码：A 文章编号：1000 –6915(2023)06 –1520 –14 Study and development of caterpillar pile for reducing negative friction resistance and analysis of its mechanical properties DONG Jianhua1，2 ，ZHENG Yalin1，2 ，WU Xiaolei1，2 (1. Key Laboratory of Disaster Prevention and Mitigation in Civil Engineering of Gansu Provinc