Свайные фундаментные опоры во время строительства и эксплуатации подвержены образованию сужений, что создает угрозу безопасности надземной конструкции. Прояснение характеристик горизонтальной несущей способности одиночной сваи с ростверком с сужением имеет важное значение для проектирования и укрепления свай. Использовали прозрачный песок, приготовленный из кварцевого песка и поровой жидкости с одинаковым коэффициентом преломления, провели испытания с полной сваей с ростверком и суженной сваей в прозрачной модели грунта для изучения влияния сужения на предельную горизонтальную несущую способность; затем с помощью программы Mat-PIV анализировали изменение пятен грунтовых частиц до и после нагрузки, получая закономерности деформации грунта вокруг сваи; вместе с трехмерным численным моделированием методом конечных элементов выявили причины изменения горизонтальных несущих характеристик суженной сваи с ростверком. Результаты показывают, что сужение ослабляет передачу горизонтальной нагрузки по стволу сваи, увеличивает деформации верхней части сваи и боковое противодействие грунта. Чем ближе положение сужения к вершине сваи или чем больше размер сужения, тем серьезнее теряется предельная горизонтальная несущая способность. Изгиб ствола вызывает наклонное вниз смещение ростверка на стороне нагрузки, что создает вертикальное давление на грунт, повышая прочность поверхностного слоя и создавая силовое трение, ограничивающее деформацию сваи и укрепляющее несущую способность.

Свайные фундаменты; одиночная свая с ростверком; суженые сваи; взаимодействие сваи и грунта; прозрачный грунт