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膨胀土边坡双排抗滑桩—锚杆框架结构受力及变形特性研究
| 论文题名： | 膨胀土边坡双排抗滑桩—锚杆框架结构受力及变形特性研究 |
| 关键词： | 膨胀土;边坡支挡结构;双排抗滑桩;锚杆框架梁;变形特性 |
| 摘要： | 以湘桂铁路柳州至南宁段扩能改造工程（简称柳南线）某区段膨胀土路堑边坡为工程背景，通过室内试验了解膨胀土的工程特性，对膨胀土边坡支挡结构进行现场监测，了解支护结构内力变化规律，最后，通过经典理论计算和数值计算手段，进一步分析边坡稳定性及其支挡结构受力和变形的分布规律。主要工作和结论如下: (1)通过室内试验确定了膨胀土中各种矿物成分的相对含量和形态，获取了边坡内膨胀土的力学指标及膨胀率指标，为理论计算和数值计算提供力学参数。 (2)对膨胀土路堑边坡中的抗滑桩进行了现场监测，下排桩桩前土压力可近似为梯形分布，桩后土压力呈三角形分布;上排桩桩后土压力近似呈三角形分布，桩前土压力值也近似呈三角形分布;由于桩排距较大，排桩之间不存在明显地推力分配规律和协同作用。 (3)通过对锚杆框架结构的监测发现，下级非膨胀土锚杆轴力受降雨影响很小，边坡上级膨胀土边坡中的锚杆轴力受降雨的影响显著，两级边坡框架底部土压力值相差不大，最大实测值不超过24kPa。 (4)采用经典设计理论，对抗滑桩及锚杆框架梁内力进行了计算分析。结果表明:“m”法和“K”法计算所得悬臂段内力相差不大，但锚固段区别明显，用“K”法计算的抗滑桩内力更加接近实测值;强降雨条件下，锚杆轴力可能比设计值大很多;利用弹性地基梁法计算出框架梁的弯矩，弹性半空间地基模型和Winkler地基模型所计算的框架横梁弯矩分布图几乎完全重合;纵梁上，两种地基模型下的弯矩分布形式相似，利用Winkler地基模型得到的理论计算值比实测值大。 (5)利用ADINA有限元软件对监测断面进行数值模拟。随着排桩间距的增大，两排桩相互作用越来越小，间距达到一定值以后，两排桩不再协同作用，下排桩推力和位移稳定;降雨对上级边坡锚杆框架结构的内力影响很大，对下级边坡的影响较小;锚杆框架梁内力受降雨的影响较大，而抗滑桩内力受降雨的影响则要小得多，与实际的监测结论相吻合。 (6)通过有限元计算结果和实测值对比分析发现，有限元方法能够很好地模拟抗滑桩的变形规律;但有限元算得的土压力是整个边坡达到最终平衡后的值，因此计算结果要比实测土压力值大得多。在双排抗滑桩的设计过程中，可以利用有限元等数值分析方法定性地分析两排桩之间的相互作用关系及范围，从而确定设计方法和桩间距、尺寸等参数。 |
| 作者： | 雷云佩 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 魏丽敏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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