黏土地层钢板桩插拔扰动过程的颗粒流数值模拟研究
孙法祥1，江良元2，赵金卫2，郁宝刚2，王洪涛3*，王金傲3
(1. 济南轨道交通集团有限公司，山东 济南 250100; 2. 济南黄河路桥建设集团有限公司，山东 济南 250013;3. 山东建筑大学 土木工程学院，山东 济南 250101)
摘 要： 钢板桩作为基坑施工中常用的支护手段，其插拔过程对周围土体的扰动机理尚不清晰。为深入研究钢板桩插拔过程对土体的扰动机制，通过颗粒流离散元数值模拟软件PFC3D分析了钢板桩插拔过程中土层力链与颗粒位移的变化情况，并结合现场试验研究了不同钢板桩贯入深度和间距对地表沉降以及土体水平位移的影响。研究结果表明：钢板桩贯入后，土体的胶结状态发生了破坏且呈现出空间效应;钢板桩沉桩过程中，上部土体所受的位移扰动范围较大，而在桩端部位则局限于桩周区域;钢板桩拔出后，土体胶结破坏范围扩大，同时颗粒位移场也显著扩大，呈现出扰动累积效应;随着钢板桩贯入深度的增加，周围土体产生的扰动呈现出非线性大幅增长的趋势，且随着钢板桩间距的增大，土体所受的扰动程度有所减弱。该研究成果可为基坑支护设计提供一定的理论参考。
关键词： 黏土;钢板桩;插拔;PFC3D;数值模拟
基金项目： 国家自然科学基金项目(52374093);中国博士后科学基金资助项目(2022M711314);山东省自然科学基金项目(ZR2022ME088);济南市科研带头人工作室项目(202333054)
引文格式： 孙法祥，江良元，赵金卫，等. 黏土地层钢板桩插拔扰动过程的颗粒流数值模拟研究[J]. 市政技术，2026，44(1)：111-119. (SUN F X，JIANG L Y，ZHAO J W，et al. Numerical simulation of particle flow during the insertion and extraction disturbance process of steel sheet piles in clay formations[J]. Journal of municipal technology，2026，44(1)：111-119.)