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沉樁過程中,PHC管樁內(nèi)形成的土塞將對樁內(nèi)壁產(chǎn)生橫向脹管作用。建立了PHC管樁土塞脹管作用的力學(xué)模型,并進行了定量分析。考慮沉樁擾動影響,將管內(nèi)土塞分為楔形區(qū)和非楔形區(qū),對土塞的一維平衡方程進行了修正。應(yīng)用圓柱孔擴張理論解釋管樁沉樁過程中的擠土效應(yīng),對樁外土體進行了彈塑性分析,得到了塑性區(qū)半徑以及考慮土體初始應(yīng)力的樁外土側(cè)壓力的解析表達式。根據(jù)圓環(huán)受均布內(nèi)外壓力的拉梅解答,給出了管樁環(huán)向破壞的判別準(zhǔn)則。通過現(xiàn)場實測對模型進行了驗證,對環(huán)向箍筋動態(tài)應(yīng)變的測試結(jié)果表明,所建立的模型能夠定量描述強脹管作用下PHC管樁的環(huán)向破壞機制,可用于工程中PHC管樁環(huán)向抗拉承載力的驗算。
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針對膨脹管作業(yè)過程中出現(xiàn)膨脹壓力過大,油管上提不及時導(dǎo)致的油管彎曲變形甚至發(fā)射腔破裂等問題,詳細(xì)分析了膨脹管膨脹時的壓力變化過程,并從理論和試驗的角度,對膨脹壓力以及膨脹管能夠承受的極限壓力進行計算和比較。結(jié)果表明,膨脹壓力的峰值出現(xiàn)在膨脹錐經(jīng)過膨脹管的密封裝置處;密封裝置在膨脹過程中經(jīng)過單向膨脹和雙向擠壓2個階段,此時應(yīng)該上提油管避免憋壓;膨脹管的發(fā)射腔處承壓能力最弱。
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