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群樁基礎用于運輸結構的基礎解決方案中。嚴格可靠的樁設計方法需要產(chǎn)生安全水平（失效概率）已知的設計。利用最新發(fā)展的兩種表面塑性本構模型，進行了嚴格的有限元分析。這些分析適用于在砂土和粘性土剖面上安裝的不同群樁配置中具有多個樁距的軸向荷載單樁和群樁。這些分析揭示了樁-土系統(tǒng)的整體響應（樁身和基底阻力的發(fā)展）與局部土壤元素行為（如剪切帶形成）之間的關系。研究了群樁結構、樁間距、樁土剖面和樁頭沉降對群樁效應的影響。揭示了群樁中樁-土-樁相互作用的機理。報告了用于群樁設計的單個樁和整個群樁的樁效率。記錄了印第安納州馬歇爾縣封閉式打入管樁的儀器、安裝以及靜態(tài)和動態(tài)測試。試驗結果和另外兩個算例驗證了新的Purdue樁設計方法。進行概率分析，以確定荷載和阻力系數(shù)設計的阻力系數(shù)，LRFD，考慮位移樁和非位移樁、各種土壤剖面和兩個目標失效概率。樁設計方程、群樁效率和阻力系數(shù)共同構成LRFD樁的設計框架。通過兩個分步設計實例，說明了單樁和群樁的LRFD樁設計方法。
查看在砂土中靜壓樁或打入樁的軸向阻力隨時間變化的增加（設置）仍然沒有很好的理解，其量化仍然是一個挑戰(zhàn)。本文利用圖像分析技術，在半圓柱形定標室內(nèi)對模型樁進行了一系列的沉砂試驗。稱重傳感器測量用于確定樁阻力隨時間的變化，結合CMOS相機和放置在試驗箱透明觀察窗前的手持顯微鏡拍攝的數(shù)字圖像進行考慮。采用數(shù)字圖像相關（DIC）技術，對樁安裝期間以及長達10天的等待期間拍攝的圖像進行分析，以檢測砂域中位移和應變場的任何變化，這些變化表明應力重新分布導致軸向阻力的變化。此外，對一組50個粒子的圖像進行分析，以研究在等待期間粒子聯(lián)鎖的任何可能增強或粒子位置或方向的任何其他變化。分析結果表明，砂土的相對位移和應變可以忽略不計，單個砂粒的位移和旋轉可以忽略不計。這些結果與模型樁的實測軸向承載力一致，無論安裝后進行荷載試驗的時間長短，模型樁的軸向承載力基本相同 |
