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高烈度地震区锚索抗滑桩加固边坡的应用与优化研究
| 论文题名： | 高烈度地震区锚索抗滑桩加固边坡的应用与优化研究 |
| 关键词： | 锚索抗滑桩;抗震性能;动力特性;数值模拟;位移变形 |
| 摘要： | 我国是一个多丘陵、多山地、地形地貌复杂多样、山脉起伏较大的国家，山地丘陵约占全国土地总面积的43％。同时，它又是大陆地震最集中，活动性最高的国家之一。因而，研究地震作用下支挡结构的抗震性能具有重要意义。 预应力锚索抗滑桩作为一种新型组合支挡结构，由于其良好的受力模式和抗滑特性，在工程中到了广泛的应用。但是，目前相对于其工程应用，理论研究，尤其对于单锚索抗滑桩的动力特性以及锚索抗滑桩抗震性能优化方面的研究报道明显滞后。 为此，本文开展大型振动台对比试验，采用混合加载方式，初步研究了在地震作用下单锚点与多锚点锚索抗滑桩的动力特性及加固边坡的变形破坏模式。通过数值模拟，研究了不同向加载时，同一动峰值作用下锚索抗滑桩加固边坡的位移变形特点。最后，为解决实际过程中的锚头失效现象和提高锚索抗滑桩的抗震性能，结合我国抗震设计相关规范，以及结构抗震方面的参考文献、工程实例，对锚索抗滑桩抗震性能提出优化，提出了抗震型锚索抗滑桩，并开震振动台对比试验，研究了其优化效果 研究内容和成果: (1)试验1试验现象表明，振动作用下滑体并不一定沿软弱滑面破坏;坡体坡面的破坏形式为张拉和剪切的复合破坏。且多锚点锚索抗滑桩加固的边坡位移较小，有利于控制坡体的进一步变形。 (2)从震后桩头水平倾角和水平位移来看，多锚点锚索抗滑桩震后桩头水平倾角和水平位移较小; (3)输入的EI-Centro波动峰值加速度越大，锚索抗滑桩的动土压力峰值越大。从动土压力分布曲线来看，多锚点锚索抗滑桩在滑面处动土压力值较小。 (4)数值模拟结果表明，锚索抗滑桩加固边坡在加载方式上具有以下特征:Z向加载，坡体后缘位移较大，具有明显的高程效应; X向加载，滑面处及以部位下位移较大。双向加载时，坡体的变形比单向加载要大。随着动峰值加速度的增大，Z向振动效应不断增强，且在坡体变形破坏中发挥的作用越加显著。 (5)振动台试验2的震后桩头水平倾角表明，在锚索抗滑桩锚头与桩间设置柔性缓冲层可在一定程度上缓解锚头失效问题。 (6)试验结果表明:桩后设置EPS材料可以减小受力侧动土压力，且其缓冲消能效果跟输入的动峰值加速度相关，输入的动峰值加速度越大，缓冲消能效果减弱。当输入的动峰值加速度小于0.6g时优化后的锚索抗滑桩抗震性能更好，动土压力峰值明显减小，降幅约为50％。 (7)通过试验现象及实测结果分析得出，上述优化措施是行之有效的，可以为高烈度地震区锚索抗滑桩设计提供参考。但由于EPS材料刚度较小，实际工程应用中有待进一步研究。 |
| 作者： | 艾挥 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 马惠民;赖天文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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