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锚杆格构梁在膨胀土边坡加固中的受力机理与设计方法研究
| 论文题名： | 锚杆格构梁在膨胀土边坡加固中的受力机理与设计方法研究 |
| 关键词： | 锚杆格构梁;边坡加固;受力机理;膨胀应力 |
| 摘要： | 滑坡是一种常见的地质灾害，地质、气候、人类活动的变化等都会对滑坡的发生产生一定的影响。研究发现，与普通土质边坡相比膨胀土边坡滑坡具有明显的浅层性和牵引性等特点，并认为膨胀性是边坡发生破坏的主要原因，此外裂隙性、干湿循环以及超固结性都会对边坡的稳定性产生一定的影响。锚杆格构梁是利用格构梁进行坡面防护，同时利用锚杆加以固定的一种综合防护措施，由于其积极有效的支护效果，在边坡加固工程中得到了广泛的应用，特别是对于膨胀土等特殊土质边坡的加固效果尤为明显。然而相对实际应用来说，现有的理论研究中对于锚杆格构梁在膨胀土中的理论研究还相对较少，当考虑土体膨胀性时，锚固体的轴力是否会发生变化，变化趋势如何，以及考虑膨胀性时边坡的稳定性是否会发生变化，这些都是需要考虑的重要问题。针对以上不足，本文研究了如下内容，并得到了相应的结论： （1）根据弹性力学中的变形协调方程，推导膨胀应力与膨胀应变之间的关系，并根据已有研究成果推导得出膨胀土膨胀影响Z0范围内任意深度处土体的位移量，为后面章节考虑土体间相对位移提供计算依据。 （2）本文借鉴桩基的受力特性来研究膨胀土中的锚固体受力。据弹性理论，在考虑膨胀土膨胀性的基础上，通过考虑土体-锚固体间的相对位移，对锚杆格构梁结构进行受力分析，得出了膨胀区域及非膨胀区域内锚固体的轴力及摩阻力解析解，通过算例分析其变化规律，并针对锚固体长度、直径及膨胀影响深度等可能产生影响的因素进行参数分析，并验证其合理性。 （3）根据前人研究的膨胀土膨胀规律，利用瑞典条分法，计算考虑膨胀土不同膨胀阶段的边坡稳定系数。中性点理论是岩土锚固中的重要理论，通常把锚杆中无相对位移发生且摩阻力为零的点定义为中性点。以膨胀深度与中性点的位置关系为界，将膨胀阶段分为初期和减缓期两个阶段。通过算例分析验证，证明膨胀初期为土体急剧膨胀阶段，在锚固体与膨胀土界面会产生负摩阻力，使得边坡稳定系数在短时间内呈现增长趋势；而随着土体膨胀的减缓，界面出现正摩阻力，边坡稳定系数逐渐降低。 （4）结合镇江象山边坡加固工程，运用岩土分析软件MIDAS/GTS建立三维边坡模型，把有限元计算结果与本文理论方法计算结果进行对比，证明本文方法的可行性、合理性及经济性。 |
| 作者： | 田璐 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 梅岭 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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