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粘性土中抗滑桩离心模型试验研究

作　者: 刘晓洁
导　师: 王成
学　校: 重庆交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 抗滑桩 土拱效应 三维数值计算 合理桩间距
分类号: TU473.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


滑坡是斜坡破坏型式中分布最广、危害最严重的一种地质灾害,我国是世界上受滑坡灾害损失最为严重的国家之一。三峡工程、青藏铁路、西气东输、西电东送和汶川地震灾后重建等一大批关系国计民生的重大工程相继启动。因此,迫切需要对滑坡治理方法进行系统研究并以此为工程实践提供科学的依据。抗滑桩作为整治滑坡的主要手段之一,在滑坡治理工程中取得了极为广泛的应用。但由于目前抗滑桩的理论研究与工程实践存在较大的差距,尤其突出表现在抗滑桩工程中抗滑桩设计参数确定具有很大的随意性,缺乏合理的标准和科学的理论依据,因此其设计方案很难达到安全和经济的双重目的。造成这种现象的原因主要是对抗滑桩桩间土拱效应的作用机理尚未完全弄清楚。本文主要研究内容及所取得的研究成果包括如下几个方面:①以离心模型试验为基础,结合当前滑坡治理工程中的抗滑桩设计原则和内力计算方法,研究抗滑桩桩身摩阻力、弯矩、剪力分布以及随着桩间距的增大对抗滑桩内力的影响。②通过三维数值模型,分析桩和周围岩土体的变形与应力变化趋势,深入研究了抗滑桩与滑坡相互作用的机理,提出了基于土拱效应的粘土中抗滑桩合理桩间距的计算公式,确定了粘土中合理的桩间距为桩径的4倍左右。③通过分析得出在其它变量一定的情况下,临界桩间距随着粘聚力、内摩擦角的增大而增大。当土体内摩擦角?一定时,土拱高度的变化与桩间距有关,大约是桩间净距的1/3。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-19
  1.1 引言  8-9
  1.2 国内外研究历史及现状  9-17
    1.2.1 抗滑桩的研究现状  9-12
    1.2.2 离心试验的研究现状  12-13
    1.2.3 土工离心模拟试验设备  13-15
    1.2.4 桩间土体土拱效应研究  15-17
  1.3 论文研究内容、研究思路  17-19
    1.3.1 论文研究内容  17-18
    1.3.2 论文研究思路  18-19
第二章 抗滑桩的计算  19-29
  2.1 概述  19-20
  2.2 滑坡推力的确定  20-23
    2.2.1 滑坡推力分布规律  20-21
    2.2.2 滑坡推力的计算  21-23
  2.3 抗滑桩内力计算  23-29
    2.3.1 抗滑桩桩底支承条件  23-24
    2.3.2 弹性桩与刚性桩的判别  24-25
    2.3.3 弹性桩内力计算  25-27
    2.3.4 抗滑桩滑动面以上受荷段内力和变位计算  27-29
第三章 抗滑桩离心模型试验  29-41
  3.1 相似比推导  29-33
  3.2 离心模型试验过程  33-41
    3.2.1 试验目的  33
    3.2.2 抗滑桩弹性模量测试  33-34
    3.2.3 重庆交通大学60gt 离心机简介  34-35
    3.2.4 离心模拟试验方案设计和制作  35-38
    3.2.5 离心模拟试验测量结果汇总  38-41
第四章 抗滑桩桩土相互作用数值分析  41-71
  4.1 有限元数值分析基础  41-49
    4.1.1 数值分析软件ADINA 简介  43-44
    4.1.2 基本微分方程及其有限元格式  44-46
    4.1.3 数值模型建立方法  46-49
  4.2 抗滑桩与土作用的三维数值模拟分析  49-70
    4.2.1 三维计算模型建立  49-50
    4.2.2 变形分析  50-58
    4.2.3 应力分析  58-60
    4.2.4 抗滑桩内力分析  60-70
  4.3 本章小结  70-71
第五章 抗滑桩桩间土拱效应分析  71-85
  5.1 土拱形成机理及土拱内力分析  71-81
    5.1.1 土拱效应的形成机制  71-72
    5.1.2 土拱的分类  72-73
    5.1.3 土拱受力分析  73-76
    5.1.4 土拱临界桩间距的确定  76-81
    5.1.5 算例分析  81
  5.2 土拱数值模拟分析  81-83
    5.2.1 离心模型试验合理拱轴线方程拟合  81
    5.2.2 土拱数值模拟分析比较  81-83
  5.3 本章小结  83-85
第六章 结论与展望  85-88
  6.1 结论  85-86
  6.2 展望  86-88
致谢  88-89
参考文献  89-93
攻读学位期间发表的论文及参加的科研项目  93

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 土力学、地基基础工程 > 地基基础 > 桩基及深基础 > 桩基
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