双排桩是嵌固在自然土体内的基坑支护结构，适用于砂土、黏土地基和地下水位较低的地区。在桩和土体相互作用的过程中，如果土体的物理力学参数发生较大的改变，双排桩支护结构的受力变形性状以及桩侧的土压力会随之发生变化。当基坑开挖后，双排桩会朝向基坑侧发生侧移，后排桩桩背土压力由静止土压力趋于主动土压力。离地表越近，则双排桩侧向位移幅度越大，土压力就越趋于主动土压力。而对于内摩擦角较小的黏土，主动土压力和静止土压力的大小相差不大，从而可以假定后排桩底以上的桩背土压力为主动土压力，因此，在双排桩设计过程中，土压力的选取与土体物理力学参数是相关的。另外，抗倾覆稳定性安全系数的计算应充分考虑前、后排桩侧固段因土压力而产生的摩阻力对双排桩支护结构抗倾覆力矩的贡献，而摩阻力的大小与土体物理力学参数也是息息相关的。

为研究土体性质对双排桩支护体系的影响，将土层黏聚力分别设置为12k Pa、14k Pa、16k Pa、18k Pa、20k Pa、24k Pa、28k Pa；土层内摩擦角分别设置为4°、8°、12°、16°、20°、24°进行计算，其余参数保持不变。

（一）内摩擦角的影响

从图4-5、图4-6可知，不同黏聚力条件下，双排桩抗倾覆、抗滑移稳定性安全系数均随内摩擦角的增加而增大，黏聚力c=28k Pa时，内摩擦角φ值从4°以等间隔4°变化到24°，抗倾覆稳定性安全系数分别为1.16、1.52、2.00、2.60、3.43、4.58（图4-5），抗倾覆稳定性安全系数增大幅度分别为31.0%、31.6%、30.0%、31.9%、33.5%；抗滑移稳定性安全系数分别为0.94、1.30、1.79、2.46、3.42、4.79（图4-6），抗滑移稳定性安全系数增大幅度分别为38.3%、37.7%、37.4%、39.0%、40.0%；表明内摩擦角对双排桩稳定性安全系数有显著的影响。

图4-5　抗倾覆稳定性安全系数与内摩擦角的关系曲线

图4-6　抗滑移稳定性安全系数与内摩擦角的关系曲线

从图4-7可看出，不同黏聚力条件下，桩身最大位移与内摩擦角的变化曲线趋势相同，黏聚力c=28k Pa时，内摩擦角φ值从4°以等间隔4°变化到24°，支护桩桩身最大位移分别为40mm、30mm、20mm、14mm、9mm、6mm，桩身最大位移随内摩擦角增加而减少。当内摩擦角φ=24°时，黏聚力c值从12k Pa增加到28k Pa，支护结构桩顶位移最小值分别为13mm、12mm、11mm、10mm、9mm、7mm、6mm，即内摩擦角较大时（φ≥24°），桩身位移较小，且变化幅度也较小。

图4-7　桩身最大位移与内摩擦角的关系曲线

（二）黏聚力的影响

图4-8、图4-9分别为抗倾覆稳定性安全系数、抗滑移稳定性安全系数与黏聚力的关系曲线。从图4-8、图4-9可知，双排桩抗倾覆、抗滑移稳定性安全系数均随着黏聚力的增大而增大，两者关系曲线呈显著正相关关系，R 2均在0.98以上，曲线拟合满足正斜率直线形式。内摩擦角φ值从4°以等间隔4°变化到24°，抗倾覆稳定性安全系数与黏聚力的关系曲线斜率分别为0.03、0.05、0.06、0.08、0.11、0.15，抗滑移稳定性安全系数与黏聚力的关系曲线斜率分别为0.02、0.03、0.05、0.07、0.09、0.13。可见，内摩擦角越大，黏聚力变化对双排桩稳定性安全系数影响越显著。(www.daowen.com)

图4-10为桩身最大位移与黏聚力的关系曲线。从图4-10可看出，桩身最大位移随着黏聚力的增大而减小，两者关系曲线呈显著负相关关系，R 2均在0.96以上，曲线拟合满足负斜率直线趋势。内摩擦角φ值从4°以等间隔4°变化到24°，桩身最大位移与黏聚力的关系曲线斜率分别为-3.44、-2.22、-1.37、-0.83、-0.61、-0.45。可见，内摩擦角越小，黏聚力变化对双排桩桩身最大位移影响越显著。

图4-8　抗倾覆稳定性安全系数与黏聚力的关系曲线

图4-9　抗滑移稳定性安全系数与黏聚力的关系曲线