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微型组合抗滑桩的内力计算及模拟研究
| 论文题名： | 微型组合抗滑桩的内力计算及模拟研究 |
| 关键词： | 微型组合抗滑桩;防治工程;内力计算;数值模拟;结构参数 |
| 摘要： | 近半个世纪以来,随着人类工程活动日益频繁,滑坡灾害呈逐年加重的趋势,因而人们对滑坡发生和运动机制及防治措施的研究空前活跃,其中以滑坡防治工程措施的发展尤为迅速,支挡工程中以抗滑桩的应用较为广泛。普通抗滑桩容易造成岩土体的扰动和结构的破坏,影响施工质量和安全,施工条件也易受限制,同时其成本较高。鉴于普通抗滑桩的诸多缺陷,迫切需要研究和应用新的抗滑桩技术。随着机械、材料等领域的技术进步,防治工程措施已向轻型化、小型化方向发展,微型桩便符合这一发展趋势,因其具有场地适应性强、对滑体扰动小、施工速度快等优点现已较多地应用于滑坡防治工程中,并取得了较好的效果,但有关方面的理论研究仍滞后于工程应用,亟待迅速开展。 青海省西(宁)-久(治)公路(S101线)是青海省南部的一条重要省道公路,但滑坡等地质病害频发,造成路基破坏、下滑,甚至导致交通中断,基于该区域滑坡灾害的工程地质条件,其防治工程为微型桩的应用和理论研究提供了宝贵机会。本文便以S101线K364-1#滑坡为研究对象,针对滑坡的地质特征,提出微型组合抗滑桩结合预应力锚索、排水工程的综合治理措施,从分析微型组合抗滑桩的作用机理入手,以理论分析计算、模型试验和数值计算为主要研究方法,重点研究了微型桩的内力计算及其在水平荷载作用下的受力特点,取得的主要结论及成果如下: (1)采用两种方法对微型桩单桩的抗剪能力进行计算,代入滑坡及微型桩的相关参数得到的计算结果表明,坡脚设置的微型组合抗滑桩可满足滑坡治理的需求,只考虑钢筋作用的抗剪力是比较合理的。 (2)利用结构力学内力计算的方法,推导出了由3×3微型组合抗滑桩简化的平面刚架结构各杆端内力的计算公式。 (3)通过微型桩水平荷载的模型试验,得出: ①在相同的荷载条件下,随着桩数的增加,三桩刚架和四桩刚架组合体系的桩顶位移明显小于单桩,且刚架体系的桩身应变值明显小于单桩; ②微型桩桩前受荷段受压、嵌固段受拉,桩后相反; ③单桩、三桩及四桩刚架结构在达到屈服后,经历了很长的塑性变形阶段才达到破坏,表明了微型桩具有很强的变形适应能力和协调能力,从抗变形效果上来看,刚架体系明显优于单桩结构的微型桩。 (4)采用FLAC3D对微型桩治理滑坡的效果进行了计算分析,数值结果显示:微型桩加入坡脚后,滑坡体的水平位移和垂直位移都相应减少,稳定系数提高,整个坡体处于稳定状态,说明微型桩的抗滑能力显著。 通过以上的研究成果和结论,以期对微型桩的理论研究和类似的滑坡治理工程提供一定的借鉴意义。 |
| 作者： | 周乐 |
| 专业： | 地质工程 |
| 导师： | 唐胜利;吴璋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安科技大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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