基于透明土技术的开口管桩施工模拟

开口管桩因为土塞效应的存在，其施工力学机理比实心桩要复杂。传统的测量方法无法测得整个桩周土体的位移场以及土塞的具体情况。利用透明土技术，模拟不同桩径，壁厚的开口管桩的沉桩过程，得到管桩外侧土体的全部位移场，并观测到土塞高度的变化、土塞中土颗粒的位移向量场和土塞土颗粒位移中性面。通过对实验结果的分析，可以得到以下结论：不同截面尺寸的管桩施工引起的土体变形区域的横向范围与管桩内径与壁厚的比值（r/w）成反比，且每施工2倍管桩外径R深度，横向影响范围扩大67%；当外径相等时，r/w值相差150%时，土塞高度相差186%；土塞效应和桩径无关，和r/w有关；当壁厚保持一定的同时，土塞高度变化量约为管桩内外径比（R/r）的改变量的2倍；土塞达到完全闭塞状态时还会发生桩端土体的剪切破坏，从而管桩内腔涌入新土形成新的土塞。