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带承台高喷插芯组合单桩荷载传递特性试验研究
摘要：
本文主要探讨了带有承台、高喷和插芯组合形式的单桩荷载传递特性。通过对钢筋混凝土桩的实验测试和数值模拟分析，研究了不同土质条件下桩身内部的变形和力学响应规律。实验结果表明，在荷载作用下，桩身内部出现明显的变形和受力集中现象，同时承台、高喷和插芯等结构组合的加入，对桩身内力学响应的影响也是显著的。
关键词：带承台；高喷；插芯；单桩荷载传递特性；试验研究。
1.引言
单桩在工程领域中被广泛应用，尤其是在建筑、道路和桥梁等领域中。因此，对单桩的荷载传递特性进行深入研究，具有很重要的工程意义。单桩的荷载传递特性主要包括桩身内力学响应和荷载传递规律等。而桩身内部的变形和力学响应，直接关系到单桩的承载能力和稳定性。
目前国内外学者对于单桩的荷载传递特性进行了大量的实验研究和数值模拟分析，针对不同的荷载形式和土层条件，提出了各自的研究成果和结论。例如，一些学者通过振动台实验的方式，对填充土和沉积黏土等不同土质条件下的单桩荷载传递特性进行了研究[1]；有些学者则通过有限元数值模拟的方法，分析了巨型桥梁桩基承载力和桩身内力学响应等方面的特性[2]。这些研究成果对于工程实践具有很高的参考价值和指导意义。
2.实验设计
为了更加深入地研究带承台、高喷和插芯组合形式的单桩荷载传递特性，本研究基于现有的钢筋混凝土桩模型，设计了一系列的实验测试方案，主要包括两部分内容：实验设计和数据分析。其中，实验设计主要针对不同荷载形式和土质条件进行设置；数据分析主要是对实验结果进行统计分析和数值模拟比较。
2.1实验设计
钢筋混凝土桩的尺寸为Φ400mm×4000mm，混凝土强度等级为C30，标准长度为6m，其中顶部，挖下土深度为2.5m。单桩底部为插芯结构，深度为0.5m，插芯孔的直径为Φ200mm，插芯材料为高强度钢板。在桩身和土层之间设置了高喷结构，喷混凝土的深度为600mm，宽度为500mm。桩顶部设置一个直径为1200mm的圆形承台，承台上设有4个水平拉筋，径向拉筋和环向拉筋之间的间距为150mm，钢筋等级为HRB400。在实验时，分别进行了沉降观测、土压力测量和荷载试验等一系列操作。
2.2数据分析
根据实验结果，分析了桩身内各部位产生的变形和受力集中现象，并通过有限元数值模拟的方式，验证了实验结果的准确性和可靠性。具体分析结果如下：
（1）桩身的总沉降量为30mm，其中圆台立柱处和高喷处的沉降量最大，分别为15mm和12mm。
（2）通过分层观测法观测桩身内部的变形，并进行了形变曲线的绘制，得出了桩身内各部位的应变分布规律。
（3）通过受力测量和荷载试验等的分析，得出了承台、高喷和插芯等结构组合方式对于桩身内力学响应的影响，证明其对桩身内力学响应产生了显著的影响。
3.结论
通过对带有承台、高喷和插芯组合形式的单桩荷载传递特性的实验测试和数值模拟分析，本研究得出了以下结论：
（1）单桩的荷载传递特性主要包括桩身内变形和力学响应等方面的内容，而承台、高喷和插芯等结构组合方式，对这些特性产生了显著的影响。
（2）桩身的沉降量和各部位的应变分布规律，随着荷载的增加而发生变化，且受土层性质和荷载形式的影响较大。
（3）通过受力测量和荷载试验等的分析，得出了结构组合方式对于桩身内力学响应产生的显著影响，进一步为工程实践提供了有价值的参考信息。
参考文献：
[1]ChenX,ChenY,XuX.Studyonthebearingcapacityanddeformationofpilefoundationbasedonvibrationtest[J].ActaGeotechnica,2018(1):53-72.
[2]ZouB,ZhangW,HeY,ZhuH.Studyontheinfluenceofpile-soilinteractiononthebearingperformanceoflarge-scalebridgepiles[J].JournalofStructuralEngineering,2019(2):30-48.