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静压挤密桩工程由于无噪音、无污染、承载力高、造价低等众多优点在地基处理中得到了广泛的应用。但是静压挤密桩在施工过程中由于挤土效应而产生的超孔隙水压力对工程的施工、工程安全及周围环境产生了不可忽视的不良影响。对沉桩产生的超孔隙水压力的研究可以指导施工、优化施工方案,并对工程本身、周边建筑物及地下管道的安全及其保护具有重大的理论及实际意义。 在超孔隙水压力国内外学者已有研究方法如圆孔扩张理论、极限承载力理论、有限单元法、应变路径法的基础上,本文先进行合理的假设,然后运用数值分析对均质的饱和土层中单桩贯入土后桩周土的超孔隙水压力的产生及其影响因素进行了详细的数值分析,本文就以下内容进行了分析: (1)在静压挤密桩超孔隙水压力的理论研究方法总结的基础上,分析了在砂土及粘土中超孔隙水压力产生的机理效应的不同之处,并引入水力压裂理论对超孔隙水压力机理效应做了进一步分析。 (2)本文详细的分析了超静孔隙水压力的产生及发展对渗流场、应力场、位移场、桩体、桩间土及周围建筑的影响,同时为了更好的预知超孔隙水压力的发展,对超孔隙水压力的解析解进行了分析研究。 (3)以饱和粘性土为例,运用数值模拟分析了沉桩过程中桩周土中的超静孔隙水压力的分布规律,在饱和粘土中沉桩时桩周土产生的超大的初始超孔隙水压力沿径向成对数型递减,在桩土界面处产生非常大的超孔隙水压力。沿深度在一定范围内呈线性递增,随着深度增加到一定值后超孔隙水压力增大的不明显,最后随着深度的增加趋近于0,这些深度的具体位置与沉桩总时间有关。 (4)讨论了渗透系数、粘聚力、内摩擦角对超孔隙水压力的增长的影响。 (5)沉桩产生的超孔隙水压力在桩周土中发展,根据土质的不同,黏性土中易出现“水裂”现象,该现象容易导致桩体冒水现象,砂质土中易发生液化现象。这些都造成潜在的工程危害及经济损失。