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自平衡复合式挡墙桩前土稳定性分析

作　者: 董帅
导　师: 叶晓明
学　校: 重庆大学
专　业: 土木工程
关键词: 斜桩桩前土 m法稳定性
分类号: TU476.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 13次
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内容摘要

自平衡复合式挡墙作为一种新型支挡结构其理论基础得到了一定的发展，但是其下部斜桩嵌固段桩前土的稳定性研究相对较少，对此提出一个新课题——嵌固段斜桩桩前土稳定性分析。斜桩嵌固段桩前土受力方向上仰，使得桩前土的稳定性相对于直桩存在更多的风险。斜桩在工作期间有可能使桩前土沿某一滑面整体滑出，针对这一问题本文在阅读国内外大量有关资料和文献的基础上，以及借着前人已经研究的自平衡复合式挡土墙的理论，建立了下部斜桩桩前土的计算模型，提出一套用于分析斜桩桩前土稳定性的计算方法，并给定了判断桩前土是否会产生不稳定滑动的判定条件，采用了有限元分析软件ABAQUS来模拟斜桩及桩前土体系，运用模型库中的Mohr—Coulomb屈服准则，建立较为接近实际工程状况的结构体系模型对斜桩桩前土进行计算分析。通过分析研究可以得到以下结论，将嵌固面以下的桩深度按照一定长度划分为若干单元段，每一单元段有一个对应的深度，从而有一个对应的滑面角度值，通过相对应的深度和角度值可以计算出滑面上的抗力和滑动力，进而得出不同深度处的安全系数值，其中安全系数为最小时对应的深度处的滑面为最不安全滑面，以此来确定最不利滑面所处的深度。并且通过ABAQUS模拟分析的结果得到与理论推导出的结论相符合。本课题的研究补充了自平衡复合式挡墙关于土质嵌固段桩前土稳定性分析的空缺，提出了斜桩桩前土稳定性的计算模型与方法以及判定条件，使得自平衡复合式挡墙理论更加完善，同时可以根据研究结论判断不稳定土体在桩前的范围，指导实际工程，对不稳定的土体及时进行加固处理。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-18
  1.1 引言  8-9
  1.2 边坡工程支护型式介绍  9-13
  1.3 自平衡复合式挡土墙简介  13-15
    1.3.1 自平衡复合式挡土墙的力学原理  13-15
  1.4 斜桩锚固段桩前土稳定性问题的提出  15-16
    1.4.1 斜桩与直桩桩前土受力的不同特点  15-16
    1.4.2 斜桩桩前土稳定性问题的提出  16
  1.5 本文的研究内容及研究意义  16-17
    1.5.1 本文的研究内容  16
    1.5.2 本文的研究意义  16-17
  1.6 本章小结  17-18
2 桩嵌固面以下桩前土的研究现状  18-20
  2.1 直桩嵌固面以下桩前土的研究现状  18
  2.2 斜桩嵌固面以下桩前土的研究现状  18-19
  2.3 本章小结  19-20
3 自平衡复合式挡土墙桩前土稳定性的分析计算方法  20-44
  3.1 作用在斜桩上的荷载取法  20-21
  3.2 斜桩作用在桩前土上的荷载计算方法介绍  21-24
  3.3 斜桩桩前土稳定性的分析模型  24-25
  3.4 斜桩桩前土土反力的确定  25-32
  3.5 斜桩桩前土稳定性分析  32-43
    3.5.1 下滑力与抗滑力的确定  33-40
    3.5.2 安全系数的影响  40-42
    3.5.3 最不利滑面深度的确定方法  42-43
  3.6 本章小结  43-44
4 斜桩桩前土稳定性的有限元模拟分析  44-58
  4.1 引言  44
  4.2 Abaqus 程序及有限单元方法简介  44-47
    4.2.1 Abaqus 有限元处理软件简介  44-45
    4.2.2 有限单元法的基本原理  45-47
  4.3 斜桩及其周围土体的本构关系模型  47-50
    4.3.1 岩土体的屈服准则  47-50
  4.4 桩及装嵌固段土层的有限元模拟  50-52
    4.4.1 计算参数的确定  50-51
    4.4.2 建模过程  51
    4.4.3 有限元网格的划分  51-52
    4.4.4 有限元模型上荷载的确定  52
  4.5 有限元计算结果分析  52-56
    4.5.1 斜桩嵌固段桩前土的受力情况  52-56
  4.6 本章小结  56-58
5 斜桩桩前土稳定性算例  58-70
6 结论与展望  70-72
  6.1 结论  70
  6.2 后续研究工作的展望  70-72
致谢  72-74
参考文献  74-76
附录  76

自平衡复合式挡墙桩前土稳定性分析

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