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基于桩土共同作用的集约式微型桩群加固路基边坡机理与效果研究
| 论文题名： | 基于桩土共同作用的集约式微型桩群加固路基边坡机理与效果研究 |
| 关键词： | 微型桩群;弹性地基梁;桩侧摩阻力;承载性能;交通荷载;原位监测 |
| 摘要： | 随着人们对滑坡危害的认识及其破坏机理的深入研究，滑坡防治措施在向轻型化、小型化、机械化施工、经济性方向发展，集约式微型桩群是其中最具代表性的轻型支挡措施。微型桩群支挡体系是一个较为复杂的系统，目前工程技术人员对桩土共同作用机理尚不能准确分析，在工程设计中，桩土参数及桩群布置形式的确定都是经验性的，同时也缺乏对加固后滑坡稳定性的分析评价。因此，本文对集约式微型桩群的内力计算理论、桩侧阻力影响效力、桩群水平承载性能、加固效果评价等方面进行了系统深入的研究，主要研究内容和创新成果归纳如下: (1)基于弹性地基梁理论，建立考虑桩侧摩阻作用的微型桩挠曲微分方程，求解出齐次微分方程通解、初参数解、均布荷载下特解及集中荷载下特解，提出了考虑桩侧摩阻作用的集约式微型桩群的内力计算理论。 (2)通过衡量由微型桩桩侧阻力作用引起桩周一定范围内土压力改变量△P与桩周处土压力减量值P0的大小，提出高、中、低影响区域和无影响区域的概念，为方便的指导桩排间距的设置，提出与影响区域相应的高、中、低影响半径。为更好的发挥桩群间岩土体的耦合抗滑作用，建议间距设置为高影响半径与中影响半径之间。 (3)通过集约式微型桩群水平承载性能的现场原型试验，揭示桩间注浆岩土体也发挥了较强的抗滑能力。在滑体介质为粉质黏土条件下，桩群承担滑坡推力的69.2％，桩间土体承担滑坡推力的30.8％，桩—土荷载分担比约为7∶3。 (4)经有限元计算及归一化分析得出，优化桩长、桩径、桩排数和排间距可显著增强集约式微型桩群的水平承载能力，降低桩顶位移。在进行集约式微型桩群的工程设计时，建议微型桩嵌固段长度设为滑面以上桩长的2/3～1，桩排数设为3～4排，最佳排间距为5倍桩径。 (5)通过建立加固后边坡的数值计算模型，研究了运煤道路典型荷载作用方式——非对称行车荷载作用下路基和微型桩的受力与变形特征，具体分析了不同荷载幅值对其影响规律。 (6)开展了微型桩弯曲应力、桩侧土压力和深部位移的长期原位监测，分析不同阶段滑坡的运动形态及支挡结构物的受力状态，并通过深部测斜孔不同深度处的时间—位移曲线评价集约式微型桩群加固滑坡的效果。 |
| 作者： | 杜衍庆 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 白明洲 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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