季节性冻土区抗冻拔桩体切向冻胀力试验研究.doc

季节性冻土区抗冻拔桩体切向冻胀力试验研究季节性冻土区土体冻胀引起桩基础冻拔破坏现象非常普遍。本文对季节性冻土区抗冻拔桩基础——锥形桩基础的稳定性进行研究。鉴于目前我国对锥形桩基础的抗冻拔性能研究较少,而切向冻胀力作为引起桩基础冻拔的直接原因,本文分别进行了一系列的不同角度桩体材料为铝合金桩体和混凝土桩体的切向冻胀力试验研究;同时冻结强度作为桩土之间产生切向冻胀力的“媒介”,仍需进行低温直剪试验研究。主要研究内容和成果如下:(1)正温下基础与土体接触面破坏形式为塑性破坏,负温时接触面间的破坏性状呈脆性破坏;负温状态下,冻土与基础接触面间的冻结强度、粘聚力c值以及内摩擦角φ值随着温度的降低而增大;铝合金接触面上的胶结能力弱于混凝土接触面上的胶结能力。(2)冻融循环试验时试样内部温度随深度呈现出“阶梯”状变化趋势,融化阶段存在冻土核现象;试样内部水分迁移现象明显;试样的冻胀量始终小于融沉量,土样呈现密实变形。(3)在冻结初期,由于土体冷缩现象,切向冻胀力出现了先增大再减小的现象;随后切向冻胀力再次增长达到峰值,此时锥角较小的桩体切向冻胀力趋于稳定,但当桩体角度达到7°后,切向冻胀力再次减小,锥形桩抗冻拔优势发挥作用。(4)切向冻胀力和锥角成反比,即锥角越大,切向冻胀力越小;且切向冻胀力与锥角的关系曲线的斜率从7°开始明显减小,并且此时切向冻胀力值小,故锥角达到7°时为锥形桩基础利用自身桩体型式发挥防止切向冻胀力优势的最优锥角。(5)铝合金桩体切向冻胀力值小于混凝土桩体的切向冻胀力值,表明增大桩基表面的光滑程度可以很好的减小切向冻胀力值。