[发明专利]挤土桩施工侧向挤土位移模型的创建方法

摘要

本发明提供了一种挤土桩施工侧向挤土位移模型的创建方法，包括步骤：制作模型试验槽；制备土样；压桩试验，统计各数据并建立侧向挤土位移模型：本发明建立了可评判压桩挤土破坏程度的理论计算公式，并根据理论公式可以设计地下构筑物隔离防护措施进行防护，减小了地下工程施工等对工程场地周围的环境破坏影响，并可动态优化钢筋和水泥等材料的使用量。

主权项

一种挤土桩施工侧向挤土位移模型的创建方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)制作模型试验槽：用砖块和水泥砂浆砌成一个容积为800mm×380×1200mm的矩形试验槽，在试验槽的底部开设两个排水阀，试验槽的一墙面设有一矩形观察窗；(2)放置土体和观测标志：首先在试验槽底部铺设10cm厚度的细沙层作为隔层，然后在细砂层上及试验槽的上壁都布置一层土工织布，在观察窗内侧涂抹凡士林；取软粘土分批倒入试验槽，每次加软粘土高度为4cm后捣实均匀，再铺一层土工织布，且在土工织布上均匀放置砝码和砖块；将带有直径为3mm的白色半球长大头针作为观察点，每隔3cm压入软粘土内；关闭排水阀，在试验槽中注入水，静置48d，进行软粘土的堆载固结过程；然后在试验槽中再注入水，并静置12d；(3)压桩试验：试验采用180度扇形木桩为模型桩，顶端桩帽高2cm，桩长1m，直径4.5cm，桩尖为半圆形渐缩，桩尖长为8cm；根据室内土工试验方法，对模型桩进行压桩挤土试验，在侧限条件下对模型桩施加压力至土样完全排水固结完成后，快速施加水平剪切力直至破坏，测定模型桩周围的土体径向位移、竖直向位移数据，统计各数据并建立侧向挤土位移模型：$\left\{\begin{array}{c}{u}_r=u_0\left(\frac{r_0}{z_0-H+r_0}\sin \mathrm{\α}\right)\[1-A_1(1-\frac{H}{z_0})\]\\ w=u_0\left(\frac{r_0}{z_Q-H+r_0}cos\mathrm{\α}\right)\[1-B_1(1-\frac{H}{z_0})\]\end{array}\right.$其中：u_r为径向位移分量；w为竖直向位移分量；H表示模型桩贯入深度，当模型桩完全贯入土体后，H表示桩长；r₀表示桩孔初始半径；u₀为模型桩周围的土作用边界点的法向位移；A₁、B₁为变分参数；z₀为曲线族参数；α为曲线外法线与z轴夹角。