8.3.3　North Rankin B砂——现场试验(实例4)

Renfrey等(1988)报道了一个澳大利亚西北大陆架North Rankin B石油平台附近桩头自由桩现场静力侧向载荷试验(实例4)。桩长6.0 m,由两截组成,上部为3.5 m长,外径为370 mm、壁厚30 mm的钢管桩,下部为2.35 m长、外径340 mm、壁厚12.5 mm厚的钢管桩。两部分采用螺栓连接。由于桩的性状主要发生在上部10d深度内,因此采用上部的桩参数进行分析。取桩材的杨氏模量为2.1×105MPa,计算得桩的抗弯刚度EI为98.0 MN·m2,等效杨氏模量Ep为1.065×105MPa。由于钢管桩的抗拉强度很大,可不考虑桩截面抗弯刚度的结构非线性。

在North Rankin B石油平台附近,在地面下113 m深度内,土体主要由未胶结或弱胶结的钙质砂组成。在上部30 m内,有效容重γs=6.4 kN/m3,内摩擦角φ=30°(Reese等,1988)。荷载作用在地面上0.45 m。

根据实例1和实例3的分析,取α0=0,Ng=1.1和Gs=2.0 MPa,采用GASLFP预测了桩的侧向变形和其他性状。图8-7只给出了地面上0.45 m(下千斤顶位置)和2.95 m(上千斤顶位置)处计算与实测的桩基变形,两者相当吻合。将Ep和Gs值代入式(2-19)得Lcr=7.82 m(=21.1d)。采用式(2-35)计算得k=5.56 MPa。该值与Reese等(1988)采用的值(5.72 MPa)比较一致,比Renfrey等(1988)建议的3～4 MPa稍大,这是由于Renfrey等(1988)采用弹性地基梁模型而本文采用弹塑性模型的缘故。在最大荷载Pt=185 kN时,塑性滑移深度xp=1.97 m(=5.32d),桩在地面处的变形为67.1 mm(=18.1%d)。

图8-7　North Rankin B现场试验桩顶变形和LFP