沉桩过程中钙质砂颗粒破碎特性模拟研究

基于二维离散单元法，对沉桩过程中钙质砂颗粒破碎情况进行了模拟。采用簇粒来模拟易破碎的钙质砂颗粒，并用形状与变形特性相同的聚粒单元来模拟不可破碎颗粒，对这两种单元特性进行对比，分析不同桩型的沉桩过程、桩周土体的力学响应、沉桩过程中钙质砂的颗粒破碎现象。结果表明：破碎颗粒将引起桩侧土体级配的重新调整，与桩体接触好于不可破碎土体；桩处于颗粒破碎的钙质砂中，其沉桩速度较快，对地基土扰动小于未发生颗粒破碎的情况；对于不同桩型、不同土层，桩体压入过程中，桩周土体应力场分布具有相似性；靠近桩端附近，土中水平应力和竖向应力急剧增大，形成应力核；同等条件下发生颗粒破碎的钙质砂地基土中，桩端应力峰值高于不可破碎土体。