為探討單樁基礎(chǔ)在樁頂水平力（H）-扭矩（T）組合作用下的承載特性,研制了H-T組合加載裝置.通過室內(nèi)砂箱模型對比試驗,獲得了8組H-T組合工況下的樁身內(nèi)力變形與承載力結(jié)果.其表明:相比于單一水平受荷或受扭樁的極限承載力（Hu或Tu）,兩種荷載的不同大小組合與加載順序（H→T或T→H）均會導致相應(yīng)樁身承載力的減小,且H→T組合的影響要比T→H組合明顯,如2Tu/3→T時樁身水平承載力減小約12.4%,而2 Hu/3→T組合下樁身扭轉(zhuǎn)承載力減幅達48.5%,故工程設(shè)計時不宜基于疊加原理計算HT受荷樁的承載力.在此基礎(chǔ)上,采用基于MATLAB編制的可考慮樁周土約束及H-T耦合效應(yīng)的改進桿系有限元法計算程序求解了不同工況下的H-T組合受荷樁的樁頂扭轉(zhuǎn)角及樁身扭矩與彎矩,并將計算結(jié)果與模型試驗值進行了對比分析. 

【文章來源】：湖南大學學報(自然科學版). 2017,44(03)北大核心

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【部分圖文】：

圖１模型樁剖面布置圖Ｆｉｇ．１Ｐｒｏｆｉｌｅｌａｙｏｕｔｏｆｍｏｄｅｌｐｉｌｅｓ

沿樁身間隔１００ｍｍ的８個截面２個正交方向粘貼應(yīng)變片（ＢＸ－１２０－３ＡＡ型，柵長３ｍｍ，柵寬２ｍｍ，電阻（１２０±０．１）Ω，靈敏系數(shù)２．０８±１）．測試試驗過程中扭矩和水平力引起的樁身剪切和彎拉（壓）應(yīng)變，應(yīng)變片用ＡＢ膠粘貼保護后通過打孔從樁管內(nèi)引出其導線．樁端用５０２膠粘貼直徑為Ｄ的鋼片進行封口處理．因管壁較光滑，為提高樁身承載力［１２］，于樁身外表面用５０２膠均勻粘貼一層試驗所用細砂．模型樁平面布置如圖２所示．圖２模型樁的平面布置圖Ｆｉｇ．２Ｐｌａｎｅｌａｙｏｕｔｏｆｍｏｄｅｌｐｉｌｅｓ１２７

在模型箱底鋪填２００ｍｍ厚砂，然后將模型樁臨時垂直固定后繼續(xù)填砂，直至與箱頂平齊．為了使每次試驗填筑砂土有較好的一致性和均勻性，每次試驗均用同質(zhì)量的砂填滿模型箱，且每層鋪填（２００ｍｍ）后用５ｋｇ重錘、落距４００ｍｍ滿夯２遍，前后２遍夯擊點錯位半錘．１．４加載與測試裝置為保證加載過程中樁頂水平力Ｈ與扭矩Ｔ能獨立分級施加，自行研制了組合加載裝置．為減小彎矩影響，水平力加載位置緊貼砂面．設(shè)計的可移動力臂裝置可將砝碼重量轉(zhuǎn)化為扭矩（如圖３所示），力臂長ｌ＝０．１ｍ，將其固定在與滑輪同一水平面上，測得１號、２號滑輪的摩擦因數(shù)μ１＝０．９２５，３號滑輪μ２＝０．８７１，則施加的扭矩和水平力分別為μ１ｌｃｏｓθＧ和μ２Ｇ，其中θ為樁頂扭轉(zhuǎn)角，Ｇ為砝碼重量．圖３試驗加載裝置示意圖Ｆｉｇ．３Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｌｏａｄｉｎｇｄｅｖｉｃｅ１．４．１樁身應(yīng)變測量沿樁身均勻設(shè)置８組應(yīng)變片，每個截面正交布置２類應(yīng)變片，其中：一正交直徑方向的２個應(yīng)變片Ｈ用以測量彎拉（壓）應(yīng)變；另一直徑方向的２個應(yīng)變片Ｔ采用沿樁身４５°角方向布置２枚相互垂直的應(yīng)變片，用以測量剪應(yīng)變．其具體布置如圖４所示．所有應(yīng)變片均采用１／４橋接后通過ＤＨ３８１６型靜態(tài)電子應(yīng)變箱動態(tài)采集．圖４樁身應(yīng)變片布置圖Ｆｉｇ．４Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｆｓｔｒａｉｎｇａｇｅｓａｌｏｎｇｔｈｅｐｉｌｅｓｈａｆｔ１．４．２位移測量沿水平力作用方向在樁身與砂面交接處設(shè)置一百分表（量程１０ｍｍ

【參考文獻】：
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