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砂土中钻井船插桩对邻近群桩影响的模型试验

杨喜涛 王建华 范怡飞

杨喜涛,王建华,范怡飞. 砂土中钻井船插桩对邻近群桩影响的模型试验[J]. 水利水运工程学报,2020(3):75-81 doi:  10.12170/20190316001
引用本文: 杨喜涛,王建华,范怡飞. 砂土中钻井船插桩对邻近群桩影响的模型试验[J]. 水利水运工程学报,2020(3):75-81 doi:  10.12170/20190316001
(YANG Xitao, WANG Jianhua, FAN Yifei. Model tests on effects of spudcan penetration on an adjacent pile group[J]. Hydro-Science and Engineering, 2020(3): 75-81. (in Chinese)) doi:  10.12170/20190316001
Citation: (YANG Xitao, WANG Jianhua, FAN Yifei. Model tests on effects of spudcan penetration on an adjacent pile group[J]. Hydro-Science and Engineering, 2020(3): 75-81. (in Chinese)) doi:  10.12170/20190316001

砂土中钻井船插桩对邻近群桩影响的模型试验

doi: 10.12170/20190316001
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51579174)
详细信息
    作者简介:

    杨喜涛(1990—),男,河北邯郸人,硕士研究生,主要从事海洋岩土工程研究。E-mail:15580329455@163.com

    通讯作者:

    王建华(E-mail:tdwjh@eyou.cn

  • 中图分类号: TU473

Model tests on effects of spudcan penetration on an adjacent pile group

  • 摘要: 为研究钻井船作业过程中桩靴贯入对邻近群桩的影响,在砂土层中开展了1g条件下的1×2型群桩模型试验,邻近桩桩头条件为固定桩头,桩间距为2.5倍桩径。通过对桩靴贯入土层前和桩靴贯入土层过程中邻近群桩中近桩靴桩的弯矩的测量,得出沿桩身弯矩随桩靴贯入土层深度的变化规律,并与相同净间距单桩桩身响应情况对比。将同一时刻群桩桩身最大弯矩相对于单桩桩身最大弯矩的增长率定义为弯矩增大系数,通过弯矩增大系数的变化研究插桩对邻近群桩效应的影响及插桩对邻近群桩效应的影响随净间距的变化。研究表明:与桩靴贯入土层前相比,桩靴的贯入使邻近群桩效应减弱,且随着净间距的增加,插桩对邻近群桩效应的影响越来越小,净间距超过1倍桩靴最大直径时,建议可以不考虑插桩对邻近群桩的影响。
  • 图  1  桩头条件实物

    Figure  1.  Pile head condition

    图  2  桩模型示意(单位:mm)

    Figure  2.  Model test pile (unit: mm)

    图  3  试验剖面(单位:mm)

    Figure  3.  Profile of model test (unit: mm)

    图  4  桩靴模型尺寸(单位:mm)

    Figure  4.  Model test spudcan (unit: mm)

    图  5  颗粒级配曲线

    Figure  5.  Particle grading curve

    图  6  CPT试验结果

    Figure  6.  CPT test results

    图  7  插桩阻力随桩靴贯入深度的变化

    Figure  7.  Penetration resistance with depth

    图  8  试验平面布置及荷载方向(单位:mm)

    Figure  8.  Model test layout and load direction (unit: mm)

    图  9  插桩前邻近桩桩身弯矩

    Figure  9.  Bending moments of piles before penetrating

    图  10  桩靴贯入土层时的桩身弯矩

    Figure  10.  Pile bending moments when spudcan penetrates into soil layer

    表  1  桩身最大弯矩

    Table  1.   Maximum bending moment of the pile

    dp/DT1T2T3
    单桩/(N·m)群桩/(N·m)$ {\eta _{\rm{M}} } $/%单桩/(N·m)群桩/(N·m)$ {\eta _{\rm{M} } } $/%单桩/(N·m)群桩/(N·m)$ {\eta _{\rm{M}} } $/%
    0.59.357.93−15.28.537.32−14.25.676.046.5
    1.09.718.13−16.38.126.83−15.95.806.074.7
    1.510.049.07−9.74.374.533.76.286.391.8
    2.012.6910.08−20.66.835.57−4.46.406.755.5
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-03-16
  • 网络出版日期:  2020-06-15
  • 刊出日期:  2020-06-01

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