基于顆粒流的多級(jí)旋擴(kuò)樁承載特性宏細(xì)觀研究

黃生根，付 明2，胡 然，李忠爽，沈佳虹

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢) 工程學(xué)院，武漢 430074； 2.中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司， 武漢 430063 )

1 研究背景

多級(jí)旋擴(kuò)樁是在預(yù)定的標(biāo)高處采用專用機(jī)械旋擴(kuò)形成盤狀擴(kuò)大頭，通過(guò)樁身多處擴(kuò)徑，把一部分摩阻力轉(zhuǎn)換成端承力的變截面灌注樁，提高了樁基承載性能,減小了樁頂?shù)某两盗縖1]。該樁兼有擠擴(kuò)支盤樁與擴(kuò)底樁的優(yōu)勢(shì)，在可靠性、效率性等方面具有較明顯的優(yōu)勢(shì)。但是正是多級(jí)旋擴(kuò)樁的這種結(jié)構(gòu)，決定了其樁-土相互作用的復(fù)雜性[2]。目前對(duì)多級(jí)旋擴(kuò)樁的工程實(shí)踐比較多，但是理論研究較少，且主要集中在宏觀層面。高廣運(yùn)等[3]對(duì)相同場(chǎng)地條件下的擴(kuò)底樁和直桿樁分別進(jìn)行了豎向靜載荷試驗(yàn)，分析了不同樁型下的極限承載力，主要針對(duì)的是受樁頂荷載條件下土體以及樁身應(yīng)力等宏觀方面，并未涉及到受荷過(guò)程中土體物理及幾何等參數(shù)的細(xì)觀層面；劉文白等[4]利用PFC2D軟件分析了黃土地層中擴(kuò)底抗拔樁樁周土體顆粒受影響的區(qū)域以及樁周土體顆粒細(xì)觀結(jié)構(gòu)等，但是僅限于擴(kuò)底樁以及抗拔試驗(yàn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠滿足工程設(shè)計(jì)需要的。

本文通過(guò)數(shù)值雙軸試驗(yàn)，對(duì)砂土的宏細(xì)觀參數(shù)進(jìn)行分析，獲得可應(yīng)用于PFC2D數(shù)值建模的土體細(xì)觀參數(shù)，然后建立基于二維顆粒流的旋擴(kuò)樁數(shù)值模型，分析單樁在豎向受壓條件下樁土相互作用的承載規(guī)律，揭示旋擴(kuò)樁的承載機(jī)理。

2 二維離散元模型的建立

二維顆粒流(PFC2D)程序通過(guò)離散單元法來(lái)模擬圓形顆粒介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)及其相互作用。為了客觀反映砂土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)，并將其與土體顆粒的細(xì)觀參數(shù)相聯(lián)系，本文在總結(jié)前人[5-8]對(duì)砂土材料宏細(xì)觀參數(shù)研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)本文采用的土體的實(shí)際情況，選取合適的細(xì)觀參數(shù)，進(jìn)行計(jì)算，反復(fù)調(diào)整參數(shù)，直到獲得與土體真實(shí)力學(xué)特性相近的細(xì)觀參數(shù)。

2.1 細(xì)觀參數(shù)的獲取

本文通過(guò)模擬雙軸試驗(yàn)來(lái)獲取砂土顆粒的細(xì)觀參數(shù)。依據(jù)室內(nèi)雙軸試驗(yàn)實(shí)際情況，數(shù)值試樣選取的尺寸為70 mm×25 mm，數(shù)值試驗(yàn)的細(xì)觀參數(shù)見(jiàn)表1，數(shù)值雙軸試驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵?jiàn)圖1。

表1 砂土細(xì)觀參數(shù)Table 1 Mesoscopic parameters of sand particles in PFC model

圖1 數(shù)值雙軸試驗(yàn)?zāi)Ｐ褪疽鈭DFig.1 Scheme of plane biaxial simulated experiment

通過(guò)陳祖煜[9]提出的p-q法整理數(shù)值雙軸試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，獲得不同圍壓下(200，300，400 kPa)的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c，φ值。將模擬試驗(yàn)得到的應(yīng)力數(shù)據(jù)，進(jìn)行繪圖，線性擬合得到p-q之間的關(guān)系，其中，p=(σ1+σ2)/2 ，q=(σ1-σ2)/2。式中：σ1為最大主應(yīng)力；σ2為最小主應(yīng)力。通過(guò)線性擬合獲得的直線可以得到直線的截距和斜率，通過(guò)式(1)即可得到c，φ這2個(gè)重要的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。

(1)

式中α為線性擬合的直線斜率。

不斷調(diào)整各細(xì)觀參數(shù)，建立不同細(xì)觀參數(shù)與抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c，φ的定性與定量關(guān)系，得到宏觀反映基本砂土的細(xì)觀參數(shù)(見(jiàn)表1)，室內(nèi)試驗(yàn)與數(shù)值模擬的應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖2所示。

圖2 砂土偏應(yīng)力-軸向應(yīng)變曲線Fig.2 Curves of deviator stress versus axial strain of sand

2.2 多級(jí)旋擴(kuò)樁的數(shù)值建模

利用wall模型模擬邊界墻體和樁體，利用ball模型模擬土體顆粒。建立的模型槽寬為600 mm，模型槽高為800 mm。模型樁樁長(zhǎng)為320 mm，模型樁樁身直徑為20 mm，擴(kuò)徑段直徑為40 mm，兩級(jí)擴(kuò)徑間距為100 mm。Bolton等[10]在利用離心機(jī)試驗(yàn)?zāi)M靜力觸探問(wèn)題時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)模型槽的寬度與靜力觸探探頭直徑比值>20時(shí)，模型槽的邊界效應(yīng)已經(jīng)不明顯了。在本文的模型中模型槽寬度與樁身直徑的比值為30，可認(rèn)為邊界是符合要求的。生成的顆粒服從0～1分布，共生成約21 877個(gè)顆粒。建立的兩級(jí)旋擴(kuò)樁數(shù)值模型如圖3(a)所示，利用設(shè)置的監(jiān)測(cè)圓系統(tǒng)以及組成樁體的墻體測(cè)量相關(guān)的物理力學(xué)參數(shù)。由于對(duì)稱性，僅在一側(cè)設(shè)置較多監(jiān)測(cè)圓，監(jiān)測(cè)圓的設(shè)置如圖3(b)所示。

圖3 數(shù)據(jù)模型及監(jiān)測(cè)圓系統(tǒng)Fig.3 Layout of measurement circles

監(jiān)測(cè)圓系統(tǒng)主要用來(lái)監(jiān)測(cè)土體參數(shù)的變化情況，如應(yīng)力、應(yīng)變、孔隙率、顆粒接觸等。根據(jù)作用的不同，共設(shè)置105個(gè)監(jiān)測(cè)圓，監(jiān)測(cè)圓半徑介于10～100 mm之間，遠(yuǎn)大于顆粒尺寸，利用分段組成樁身的多段墻體監(jiān)測(cè)樁身墻體處的應(yīng)力變化。

本文通過(guò)對(duì)構(gòu)成樁的墻體施加速度模擬加載。在每級(jí)加載過(guò)程中控制樁身墻體的速度為-5×10-8m/時(shí)步(以豎直向上為正方向)，每級(jí)加載20 000時(shí)步，靜置循環(huán)20 000時(shí)步以模擬加載情況。王浩等[11]研究認(rèn)為在加載歸一化壓入深度超過(guò)0.6D(D為樁身直徑)時(shí)，樁體可認(rèn)為達(dá)到了宏觀的破壞狀態(tài)。因此本文加載時(shí)每級(jí)加載0.05D，分12級(jí)加載，最終加載到0.6D。

3 數(shù)值模擬結(jié)果與分析

3.1 多級(jí)旋擴(kuò)樁承載力的發(fā)揮規(guī)律

根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，其樁端阻力與歸一化壓入深度關(guān)系的變化曲線如圖4(a)所示。 由圖4(a)可知，二維模型樁的樁端阻力在0.2D左右達(dá)到一個(gè)極值點(diǎn)，樁端阻力為217 kPa；之后樁端阻力增加速度趨緩，在0.45D時(shí)達(dá)到270 kPa，并逐漸趨于穩(wěn)定?？偝休d力隨歸一化壓入深度的變化曲線如圖4(b)所示。由圖4(b)可知，在壓入深度0～0.5D范圍內(nèi)，承載力持續(xù)增加；超過(guò)0.5D后，承載力停止增加，甚至有所減小。樁端阻力與總承載力的比值隨歸一化壓入深度的變化曲線如圖4(c)所示。由圖4(c)可知，與一般理論認(rèn)為樁側(cè)阻力先于樁端阻力發(fā)揮不同，在本模型中樁端阻力自始至終發(fā)揮著重要的作用。在數(shù)值模型中，用wall模型模擬樁身墻體，wall模型構(gòu)建的樁為剛性樁，即樁頭和樁端位移相一致，導(dǎo)致樁端阻力發(fā)揮較早。

圖4 樁端阻力、總承載力、樁端阻力占總承載力比例與 歸一化壓入深度關(guān)系曲線Fig.4 Curves of tip resistance, total bearing capacity, and the ratio of tip resistance to total bearing capacity versus normalized depth of pile

比較總承載力和樁端阻力隨歸一化壓入深度的變化曲線，兩曲線在歸一化壓入深度較小時(shí)都逐漸增加；增加到一定程度時(shí)，樁端阻力和總承載力都停止了進(jìn)一步增加的趨勢(shì)，表明在本模擬試驗(yàn)中，當(dāng)歸一化壓入深度超過(guò)0.05D時(shí)，模型樁發(fā)生壓入破壞。與此同時(shí)，樁端阻力在0.2D左右增加速度就明顯趨緩，總承載力在0.5D左右增長(zhǎng)速度發(fā)生明顯轉(zhuǎn)折，同時(shí)考慮到樁端阻力對(duì)總承載力的占比較大，說(shuō)明在本文的剛性樁模型中樁端阻力在樁身壓入初期即發(fā)揮重要的作用。在歸一化壓入深度超過(guò)0.5D時(shí)，總承載力不但沒(méi)有增加，反而減小，表明模型樁已經(jīng)產(chǎn)生刺入破壞，考慮到樁端阻力在0.5D之后尚有輕幅增加，因此應(yīng)是擴(kuò)徑段阻力與樁側(cè)阻力的明顯減小而導(dǎo)致總承載力減小。

3.2 多級(jí)旋擴(kuò)樁承載性狀的細(xì)觀特點(diǎn)

3.2.1 樁周土體孔隙率變化規(guī)律

在每一級(jí)加載后，利用其中設(shè)置的監(jiān)測(cè)圓測(cè)量土體孔隙率。為了便于觀察，將各級(jí)孔隙率減去初始孔隙率然后乘以10 000倍。利用得到的數(shù)據(jù)，繪制每一級(jí)下的孔隙率變化云圖。取其中歸一化壓入深度分別為0.2D，0.4D，0.6D時(shí)所得到的云圖進(jìn)行分析，如圖5所示。

圖5 樁周土體孔隙率變化Fig.5 Changes of porosity of soil around pile

由圖5可知，孔隙率隨著加載級(jí)別的增加在空間上呈有規(guī)律的變化。在樁端附近，土體的孔隙率逐漸減小，形成一個(gè)逐漸增大的擠密區(qū)，隨著加載級(jí)別的增加擠密區(qū)灰度顏色逐漸加深；在兩級(jí)擴(kuò)徑段之間，受到兩級(jí)擴(kuò)徑以及樁身對(duì)周圍土體的相對(duì)滑動(dòng)摩擦作用的雙重影響，在樁身附近區(qū)域孔隙率有所減小，隨著距樁身距離增加，孔隙率迅速增加，形成一個(gè)疏松區(qū)。樁周土體孔隙率的變化集中在樁體周圍，并呈環(huán)狀分布。在水平方向距離樁身150 mm(即7.500倍樁徑)和豎直方向距離樁端200 mm(即0.625倍樁長(zhǎng))以外范圍內(nèi)土體孔隙率變化不大。

3.2.2 樁周土顆粒配位數(shù)變化規(guī)律

在二維顆粒流程序中，配位數(shù)為監(jiān)測(cè)圓內(nèi)某一顆粒與周邊其他顆粒的接觸數(shù)。在每一級(jí)加載后，利用其中設(shè)置的監(jiān)測(cè)圓測(cè)量土體顆粒之間的平均配位數(shù)。為了便于觀察，將各級(jí)配位數(shù)減去初始配位數(shù)得到其變化值。利用得到的數(shù)據(jù)，繪制每一級(jí)下的平均配位數(shù)變化云圖。取其中歸一化壓入深度分別為0.2D，0.4D，0.6D時(shí)所得云圖進(jìn)行分析，如圖6所示。

圖6 樁周土體顆粒平均配位數(shù)變化Fig.6 Changes of mean coordination number of soil particles around pile

由圖6可知，顆粒之間平均配位數(shù)隨著加載級(jí)別的增加在空間上呈有規(guī)律的變化。在樁端附近，土體之間配位數(shù)持續(xù)快速增加，表明此處由于樁身的刺入作用，形成一個(gè)逐漸增大的擠密區(qū)，擠密區(qū)隨著加載級(jí)別的增加其顏色逐漸變得更淺。在樁端擠密區(qū)的外側(cè)，形成一圈顏色較深區(qū)域，表明在樁端擠密區(qū)外側(cè)有一個(gè)配位數(shù)較小的區(qū)域，在此區(qū)域樁端對(duì)砂土顆粒的擠出效應(yīng)使周圍土體顆粒之間形成錯(cuò)動(dòng)，破壞了已有接觸。在上部擴(kuò)徑段周圍形成一個(gè)顏色較深區(qū)，尤其是在歸一化壓入深度在0.2D左右時(shí)，顏色更深，表明在樁身壓入初期，擴(kuò)徑段對(duì)周圍土體有一個(gè)較強(qiáng)烈的擠出作用，致使土體顆粒之間接觸破裂；隨著加載級(jí)別增加到歸一化壓入深度分別為0.4D和0.6D時(shí)，附近土體之間接觸數(shù)相比之前有了一定程度的增加，表明此時(shí)擴(kuò)徑段對(duì)周圍土體形成擠密效應(yīng)。在兩級(jí)擴(kuò)徑段之間，顆粒之間配位數(shù)變化不明顯，表明在擴(kuò)徑段之間顆粒之間的相對(duì)位移不太明顯。樁周土體配位數(shù)的變化影響范圍較遠(yuǎn)，表明樁身對(duì)周圍土體顆粒之間的相對(duì)位置形成較強(qiáng)烈的影響。但是在邊界周圍附近，整體上看顆粒之間配位數(shù)變化是在合理范圍內(nèi)的。

圖7 樁周土體水平附加應(yīng)力場(chǎng)Fig.7 Additional horizontal stress field in the soil around pile

圖8 樁周土體豎向附加應(yīng)力場(chǎng)Fig.8 Additional vertical stress field in the soil around pile

3.2.3 樁周土體應(yīng)力變化規(guī)律

在每一級(jí)加載后，利用其中設(shè)置的監(jiān)測(cè)圓測(cè)量土體內(nèi)的水平方向附加應(yīng)力和豎直方向附加應(yīng)力。通過(guò)計(jì)算得到在加載過(guò)程中土體的附加應(yīng)力，繪制每一級(jí)下的附加應(yīng)力變化云圖。取其中歸一化壓入深度分別為0.2D,0.4D,0.6D時(shí)所得的云圖進(jìn)行分析，水平附加應(yīng)力云圖如圖7所示，豎向附加應(yīng)力云圖如圖8所示。圖中數(shù)值單位為百帕(hPa)，負(fù)值表示附加應(yīng)力為正，土體顆粒進(jìn)一步壓縮，正值表示附加應(yīng)力為負(fù)，顆粒在一定程度上壓縮減小。

由圖7可知，樁周土體水平附加應(yīng)力場(chǎng)隨著加載級(jí)別的增加在空間上呈有規(guī)律的變化。在樁端附近，土體之間水平附加應(yīng)力持續(xù)快速增加，表明此處由于樁身刺入，形成一個(gè)逐漸增大的擠密區(qū)域，擠密區(qū)隨著加載級(jí)別的增加其顏色逐漸變得更深。在樁端斜向下方向，在歸一化壓入深度達(dá)到0.6D時(shí)，出現(xiàn)一個(gè)水平附加應(yīng)力增大的區(qū)域，表明樁端在這個(gè)區(qū)域有較強(qiáng)烈的剪切作用。在樁端擠密區(qū)的下部形成一個(gè)水平附加應(yīng)力減小區(qū)域，上部土體的擠出效應(yīng)在此區(qū)域形成一定的張拉效果。水平附加應(yīng)力作用在樁身中上部周圍土體效果不太明顯，在樁身附近以向下滑移為主，水平附加應(yīng)力較小。在上部擴(kuò)徑段斜下方，在歸一化壓入深度達(dá)到0.6D時(shí)，形成一個(gè)水平附加應(yīng)力較大區(qū)域，表明隨著樁身的刺入，上部擴(kuò)徑段對(duì)周圍土體有一個(gè)水平方向的擠出作用。

由圖8可知，樁周土體豎向附加應(yīng)力場(chǎng)隨著加載級(jí)別的增加在空間上呈有規(guī)律的變化。在樁端下部大約30°以內(nèi)的區(qū)域，豎向應(yīng)力場(chǎng)呈圈狀放射分布，隨著壓入深度的增加，土體之間豎向附加應(yīng)力持續(xù)快速增加，形成一個(gè)逐漸增大的擠密區(qū)域，此區(qū)域擠密了的土體供給樁身足夠的端阻力。在兩級(jí)擴(kuò)徑段之間，豎向附加應(yīng)力有所增加，表明隨著加載的進(jìn)行，樁身對(duì)周圍土體顆粒有一個(gè)向下的摩擦作用，此部分區(qū)域的土體提供給樁身側(cè)摩阻力。由于擴(kuò)徑段向下的擠出作用，在上部擴(kuò)徑段附近區(qū)域土體豎向附加應(yīng)力相對(duì)較大，豎向附加應(yīng)力等值線在上部擴(kuò)徑段附近產(chǎn)生向外側(cè)擴(kuò)張現(xiàn)象。

在模擬靜載試驗(yàn)過(guò)程中，樁周土體水平附加方向應(yīng)力主要集中在樁身中下部，尤其是在樁端附近由于樁端的擠出作用產(chǎn)生較大的水平向應(yīng)力。樁周土體豎向附加方向應(yīng)力在距離樁體距離呈圈狀分布，距離樁體越遠(yuǎn)，豎向附加應(yīng)力越小。豎向附加應(yīng)力場(chǎng)主要集中在樁身附近及樁端下部斜向下30°范圍內(nèi)土體。

圖9 典型顆粒分布示意圖Fig.9 Sketch of position of selected particles

3.2.4 樁周土體位移變化規(guī)律

在每一級(jí)加載后，利

用編寫的程序測(cè)量一定區(qū)域內(nèi)顆粒的位移變化。利用計(jì)算結(jié)果獲取選定區(qū)域內(nèi)顆粒的數(shù)目、編號(hào)、坐標(biāo)、水平方向位移以及豎直方向位移等。本文共選擇14個(gè)樁端及樁側(cè)的典型顆粒進(jìn)行分析，所選擇的典型顆粒在空間中的分布見(jiàn)圖9。

樁端下部土體顆粒位移隨加載級(jí)別增加的變化曲線如圖10所示。由圖10(a)可知，隨著加載級(jí)別的增加，每一個(gè)顆粒的水平位移都有不同程度的變化且無(wú)規(guī)則地出現(xiàn)負(fù)值或者正值，其值相對(duì)較小。由圖10(b)可知，隨著加載級(jí)別的增加，每一個(gè)顆粒的豎向位移都有不同程度的增加。距離樁端較近的顆粒，位移增加速度較快；距離樁端較遠(yuǎn)的顆粒，位移增加速度相對(duì)較慢。在加載級(jí)別較小時(shí)，其豎向位移近似呈線性分布；隨著加載級(jí)別的增加，豎向位移衰減速度增加。

圖10 樁端典型顆粒水平位移和豎向位移Fig.10 Horizontal and vertical displacement of selected particles at pile tip

比較加載過(guò)程中的水平位移和豎向位移可知，在旋擴(kuò)樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)的二維顆粒流模擬中，由于樁端的持續(xù)壓入，樁端下部土體顆粒豎向位移快速增加，并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其水平位移。

樁側(cè)土體顆粒位移隨加載級(jí)別增加的變化曲線如圖11所示。由圖11(a)可知，隨著加載級(jí)別的增加，每一個(gè)顆粒的水平位移都有不同程度的變化。距離樁身較近的顆粒，位移增加速度較快；距離樁身較遠(yuǎn)的顆粒，位移增加速度較慢。當(dāng)歸一化壓入深度在0.05D～0.35D時(shí)，樁身附近土體顆粒的水平位移相對(duì)不大；當(dāng)歸一化壓入深度在0.4D～0.6D時(shí)，樁身附近土體顆粒的水平位移顯著增加。隨著加載級(jí)別的不同，樁身附近顆粒出現(xiàn)水平位移顯著不同的現(xiàn)象應(yīng)解釋為當(dāng)歸一化壓入深度>0.4D時(shí)，樁體對(duì)兩級(jí)擴(kuò)徑之間的土體產(chǎn)生水平方向的擠壓作用。由圖11(b)可知，兩級(jí)擴(kuò)徑之間的顆粒產(chǎn)生向下的位移。隨著加載級(jí)別的增加，每一個(gè)顆粒的豎向位移都有不同速度的增加。距離樁身較近的顆粒，位移增加速度較快；距離樁身較遠(yuǎn)的顆粒，位移增加速度相對(duì)較慢。與樁端類似的是，在加載級(jí)別較小時(shí)，其豎向位移近似呈線性分布；隨著加載級(jí)別的增加，豎向位移衰減速度增加。

圖11 樁側(cè)典型顆粒水平位移和豎向位移Fig.11 Horizontal and vertical displacement of selected particles at pile side

比較加載過(guò)程中的水平位移和豎向位移可知，樁體對(duì)兩級(jí)擴(kuò)徑段之間的土體產(chǎn)生一個(gè)斜向下的擠壓作用，土體顆粒整體上斜向下移動(dòng)。在樁身附近，土體顆粒的豎向位移大于水平向位移。

4 結(jié) 論

通過(guò)二維顆粒流對(duì)旋擴(kuò)樁的承載特性進(jìn)行研究，分析了旋擴(kuò)樁的承載特性以及樁-土相互作用細(xì)觀規(guī)律，得出了以下主要結(jié)論：

(1)在加載過(guò)程中，隨著荷載的增大，旋擴(kuò)樁上部樁身的側(cè)摩阻力、樁身擴(kuò)徑段阻力、樁端阻力是依次發(fā)揮承載能力的。當(dāng)荷載較小時(shí)，荷載主要由樁身側(cè)摩阻力承擔(dān)；隨著荷載逐步增大，樁身擴(kuò)徑段分擔(dān)荷載的比例快速增大；當(dāng)荷載繼續(xù)增大，荷載增加的部分主要由樁端阻力承擔(dān)，此時(shí)樁端阻力分擔(dān)荷載的比例快速增大。

(2)在加載過(guò)程中，樁端附近形成一個(gè)逐漸增大的擠密區(qū)，在兩級(jí)擴(kuò)徑段之間，樁身附近區(qū)域孔隙率有所減小，隨著距離樁身距離增加，孔隙率迅速增加，形成一個(gè)疏松區(qū)，樁周土體孔隙率的變化集中出現(xiàn)在樁體周圍，并呈環(huán)狀分布。

(3) 在加載過(guò)程中，樁端附近土體之間配位數(shù)持續(xù)快速增加，形成一個(gè)逐漸增大的擠密區(qū)，上部擴(kuò)徑段周圍在樁身壓入初期，周圍土體有一個(gè)較強(qiáng)烈的擠出作用，隨著加載級(jí)別增加，擴(kuò)徑段對(duì)周圍土體形成擠密效應(yīng)。兩級(jí)擴(kuò)徑段之間，顆粒之間配位數(shù)變化不明顯，表明在擴(kuò)徑段之間顆粒之間的相對(duì)位移不太明顯。樁周土體配位數(shù)的變化影響范圍較遠(yuǎn)，表明樁身對(duì)周圍土體顆粒之間的相對(duì)位置形成較強(qiáng)烈的影響。

(4)在加載過(guò)程中,樁周土體水平附加方向應(yīng)力主要集中在樁身中下部，豎向附加方向應(yīng)力在距離樁體距離呈圈狀分布，距離樁體越遠(yuǎn)，豎向附加應(yīng)力越小，豎向附加應(yīng)力場(chǎng)主要集中在樁身附近以及樁端下部斜向下30°范圍內(nèi)土體。

(5)樁身的壓入主要影響樁身附近土體，在樁端下部形成的擠密區(qū)，顆粒豎向位移遠(yuǎn)大于水平位移；在兩級(jí)擴(kuò)徑段之間形成的相對(duì)疏松區(qū)，顆粒豎向位移大于水平向位移，距樁身越遠(yuǎn)，水平向與豎向之間的位移差距越小。