粉土中吸力桶沉贯阻力与土塞失稳机理研究

针对粉土中吸力桶在吸力沉贯中的两个关键性问题——沉贯阻力和内部土体稳定性，在自行研制的试验平台上进行了一系列吸力桶沉贯模型试验。试验结果表明，粉土中吸力沉贯时，Andersen所提供的基于CPT锥尖强度的阻力计算公式能较好预测阻力发展趋势，但计算结果偏小；而修正的承载力公式预测结果在沉贯前期与实测值较吻合，沉贯后期预测偏大。吸力沉贯前期，贯入阻力随深度稳步增长，直到贯入深度达到某个临界值后，阻力增长缓慢甚至保持不变。桶内粉土在吸力作用下的失稳机理与黏土或砂土不同，在渗透力作用下表现为从土层表面开始的自上而下管涌或渗流侵蚀。沉贯后期，端部土体在较高水头差下发生失稳并向桶内流动，造成了桶内土体密度降低，端阻力与内壁摩阻力降低，总贯入阻力主要由外壁摩阻力提供。并结合有限元模拟对上述实验现象的内在机理进行了解释