砂土中开口管桩沉桩过程的颗粒流模拟研究

基于颗粒流理论，采用pfc2d程序，模拟再现不同型号开口管桩在沉桩过程中土塞的形成演化规律、土颗粒细观结构变化以及桩周土应力场分布情况，并通过分析土体细观变化模式揭示沉桩过程中宏观力学响应的内在机制。计算结果表明，管桩直径对土塞效应影响很大，外径为30mm的开口管桩，沉桩过程中土塞增量填充率（ifr）值较小，土塞效应明显，土塞高度小，类似闭口桩；随着管桩直径的增大，土塞效应迅速减小，大直径管桩在砂土中沉桩全部闭塞的可能性很小。细观因素（孔隙率和滑动比例）与土体宏观位移表现之间存在着明显的相互对应关系，并依此将桩周土划分3个区域。桩周土体水平应力、竖向应力和剪应力都在桩底附近形成“应力核”，不同型号管桩桩周土应力场分布相近。