基于PIV技术的沉桩过程土体位移场模型试验研究

摘要：

基于粒子图像测速(PIV)技术,利用自行设计的静压桩自动沉桩模型试验系统,对沉桩过程中桩周土体位移场进行测量.在沉桩过程中,利用CCD(charge coupled device)高速工业相机连续拍摄试验观测面上桩周土体变形的灰度图像,然后对初始点和峰值点进行分析,得到位移场分布.研究了不同沉桩深度、桩-土摩擦系数和桩尖形式情况下沉桩对周围土体位移场的影响规律;相应试验结果与圆孔扩张理论解进行对比分析,其径向位移变形的规律基本一致,验证了模型试验的可靠性.相对常规试验方法,该试验操作简便,对环境要求不高,可以进行非插入式全场测量.研究结果表明:在该文试验条件下,对于平底圆桩,沉桩过程对桩侧土体位移影响范围在8R附近,对桩端底部土体影响范围在4R附近;桩身摩擦的存在使得桩侧向土体位移影响范围增大2R左右,对桩端底部土体位移基本没有影响.当桩尖角度由0°变化为45°时,桩侧的水平和竖向位移均增大,桩端底部的竖向位移明显减小;而桩身摩擦对其水平位移和竖向位移影响不大.

关键词：PIV技术、模型试验、沉桩、位移场、非插入

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分类号：TU375.4(建筑结构)

资助基金：国家自然科学基金高铁联合基金项目U1134207;国家自然科学基金项目51278170;长江学者和创新团队发展计划项目IRT1125

在线出版日期：2014-09-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：168-174