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利用側(cè)面透明的模型箱和鋁管半模樁模擬開口管樁在砂土中的沉樁過程。利用高分辨率數(shù)碼攝錄設(shè)備觀察土塞形成的3個(gè)階段,分析土塞形成的力學(xué)機(jī)制。在模型試驗(yàn)基礎(chǔ)上,通過二次開發(fā)顆粒流程序PFC2D對(duì)沉樁全過程進(jìn)行離散元數(shù)值模擬。結(jié)果表明,PFC2D能夠模擬開口管樁從開始刺入砂土到形成土塞并最終呈現(xiàn)閉口管樁性態(tài)的整個(gè)過程;通過定性研究開口管樁在沉樁過程中土塞的形成演化規(guī)律、樁土接觸面、土顆粒細(xì)觀組構(gòu)變化以及砂土顆粒運(yùn)動(dòng)規(guī)律等,從細(xì)觀尺度出發(fā)探討開口管樁沉樁過程中砂土的變形機(jī)制和土塞的形成機(jī)制。
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比較了《港口工程樁基規(guī)范》以及API RP 2A WSD規(guī)范中對(duì)于開口管樁單樁承載力兩種計(jì)算方法各自的優(yōu)缺點(diǎn),利用有限元軟件ANSYS對(duì)目前普遍采用的傳統(tǒng)模型和基于荷載傳遞法的雙曲線模型分別建立三維樁基有限元模型進(jìn)行計(jì)算和比較,分析表明后者更加準(zhǔn)確合理、適用性更廣泛。
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