刚性桩复合地基垫层土拱效应宏细观机理研究

刚性桩复合地基垫层土拱效应宏细观机理研究*朱小军1，赵学亮1，龚维明1，徐国平2(1东南大学土木工程学院，南京210096;2中交公路规划设计院有限公司，北京100088)［摘要］为了研究刚性桩复合地基垫层土拱效应的作用机理，通过可视化模型箱对不同桩间距及垫层厚度的刚性桩复合地基进行了室内模型试验，利用数字图像无标点量测技术研究土体颗粒的变形场，对桩顶垫层土体形成土拱的变化过程进行全面观测与分析，研究复合地基垫层土拱效应。利用离散元颗粒流方法，研究了复合地基桩间距、桩径、垫层土体厚度、土体内摩擦角和密实度等宏细观因素对土拱效应的影响规律。对离散元颗粒流模拟结果与室内模型试验结果进行对比分析，结果表明:垫层厚度越大、桩间距越小，垫层形成的土拱效应就越明显;土体摩擦系数、孔隙率对土拱效应影响较大，而桩径对土拱效应影响较小。刚性桩复合地基垫层土拱效应机理的研究对于提高垫层设计水平具有重要的参考价值。［关键词］复合地基;垫层;土拱效应;颗粒流