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锚索抗滑桩体系受力影响因素的研究

作　者: 雷焕珍
导　师: 裴强
学　校: 大连大学
专　业: 结构工程
关键词: 锚索抗滑桩影响因素接触应力剪力弯矩
分类号: TU473.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

作为一种新型的支挡结构，锚索抗滑桩近年来在岩土锚固工程中得到了广泛的应用。但是由于桩锚体系与岩土体之间的相互作用存在着复杂的力学性能，目前其设计理论的研究与工程实际还存在着很大的差距，这主要是设计过程中的桩参数、锚索参数、岩土参数选取的随意性导致的。关于哪个参数对锚索桩的受力影响比较大、比较显著、设计时应该主要考虑，目前还没有定性的结论，从而使得设计时很难达到既安全又经济的目的。为此，本文围绕锚索抗滑桩体系受力影响因素的研究这一课题主要进行了以下六个方面的工作：（1）通过阅读大量与课题相关的文献，从锚索抗滑桩的分类、试验、理论、数值模拟、设计要素五个方面着重阐述了锚索抗滑桩的研究现状，并对接触问题与接触面的研究现状作了简要的论述。（2）从理论角度着手，介绍了预应力锚索抗滑桩与岩土体相互作用机理、锚索抗滑桩的数值模拟、锚索抗滑桩的力学模型、强度折减法、正交试验设计方法，并通过典型的边坡说明了自编强度折减法程序在FLAC3D中实现的正确性。（3）从抗滑桩与土之间的接触问题入手，通过三个典型的边坡初步分析了抗滑桩加固不同类型的边坡时接触应力随深度的分布规律，在此基础上首先选择最简单的边坡分析了接触面参数对接触应力的影响，确定出了其对接触应力影响的主次关系以及显著性。其次依托实际工程中存在滑动面的边坡分析了抗滑桩设计参数、锚索设计参数对接触应力的影响，并确定出了其对接触应力影响的主次关系以及显著性。（4）选用典型的非均质边坡，首先分析了抗滑桩桩身的内力随抗滑桩设计参数、锚索设计参数的分布规律，然后采用正交试验设计方法安排方案进行数值模拟，分析了抗滑桩设计参数对桩身内力的影响以及显著性，锚索设计参数对桩身内力、锚索轴力和剪应力的影响以及显著性。（5）介绍了FLAC3D中的动力分析方法以及地震波的选择原则，在第三章分析的基础上，首先分析了动剪力、动弯矩和动接触应力随时间的分布规律，其次分别进行了抗滑桩设计参数对其影响的敏感性分析，同时给出了影响其最显著的因素。（6）总结本文的主要结论，对本文研究中的不足加以说明，并对锚索抗滑桩与土之间接触问题的研究提出了展望。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-12
1 绪论  12-27
  1.1 课题的研究背景、目的和意义  12-13
  1.2 锚索抗滑桩的研究现状  13-22
    1.2.1 锚索抗滑桩的分类  13-16
    1.2.2 试验研究现状  16
    1.2.3 理论分析研究现状  16-18
    1.2.4 数值模拟研究现状  18-19
    1.2.5 设计要素研究现状  19-22
  1.3 接触问题与接触面研究现状  22-25
    1.3.1 接触问题研究现状  22-23
    1.3.2 接触面研究现状  23-25
  1.4 本文的主要内容  25-27
    1.4.1 主要研究内容  25
    1.4.2 技术路线  25-27
2 锚索抗滑桩加固边坡的相关理论知识以及正交试验设计方法  27-43
  2.1 概述  27
  2.2 锚索抗滑桩与岩土体的相互作用机理  27-30
    2.2.1 锚索与岩土体的相互作用分析  27-28
    2.2.2 抗滑桩与岩土体相互作用分析  28-30
  2.3 锚索抗滑桩的力学模型  30-31
  2.4 锚索抗滑桩的数值模拟  31-35
    2.4.1 锚索的数值模拟  31-33
    2.4.2 抗滑桩的数值模拟  33-35
    2.4.3 抗滑桩与锚索的连接  35
  2.5 强度折减法的基本原理以及数值计算过程的实现  35-37
    2.5.1 强度折减法的基本原理  35
    2.5.2 强度折减法数值计算过程的实现  35-37
  2.6 正交试验设计方法  37-42
    2.6.1 正交试验设计方法的基本概念  38
    2.6.2 正交表  38
    2.6.3 正交试验方案设计  38-39
    2.6.4 正交试验结果分析  39-42
  2.7 小结  42-43
3 锚索抗滑桩与滑坡体间接触应力的分布规律以及影响因素的分析  43-65
  3.1 概述  43
  3.2 接触面的基本理论及参数的确定  43-45
    3.2.1 接触面的基本理论  43-44
    3.2.2 接触面参数的确定  44-45
  3.3 抗滑桩与滑坡体间接触应力的分布规律  45-49
    3.3.1 算例 1——均质土边坡  45-46
    3.3.2 算例 2——非均质土边坡  46-47
    3.3.3 算例 3——存在滑动面的边坡  47-49
  3.4 接触面参数对接触应力影响的分析  49-55
    3.4.1 刚度的影响  49-51
    3.4.2 抗剪强度的影响  51-53
    3.4.3 接触面参数对接触应力影响的敏感性分析  53-55
  3.5 抗滑桩设计参数对接触应力影响的敏感性分析  55-61
    3.5.1 大渡河瀑布沟水电站库区边坡工程概况  55
    3.5.2 滑坡区场地工程地质条件  55-56
    3.5.3 边坡模型的建立  56-57
    3.5.4 正交试验方案设计  57-58
    3.5.5 正交试验结果的分析  58-61
  3.6 锚索设计参数对接触应力影响的敏感性分析  61-63
    3.6.1 正交试验方案设计  61-62
    3.6.2 正交试验结果的分析  62-63
  3.7 小结  63-65
4 锚索抗滑桩桩身内力和锚索作用力影响因素的分析  65-86
  4.1 概述  65
  4.2 抗滑桩设计参数对抗滑桩桩身内力影响的分析  65-74
  4.3 锚索设计参数对锚索抗滑桩桩身内力影响的分析  74-79
  4.4 锚索设计参数对锚索作用力影响的分析  79-85
  4.5 小结  85-86
5 地震作用下锚索抗滑桩加固边坡体系受力影响的分析  86-95
  5.1 概述  86
  5.2 FLAC3D的动力分析方法  86-89
    5.2.1 土的动力本构关系  86-87
    5.2.2 动荷载输入  87
    5.2.3 阻尼设定  87-88
    5.2.4 边界条件  88-89
  5.3 地震波的选择  89
  5.4 动接触应力影响因素的敏感性分析  89-91
  5.5 锚索抗滑桩桩身内力影响因素的敏感性分析  91-92
  5.6 锚索抗滑桩加固边坡体系的受力分布规律  92-94
    5.6.1 锚索抗滑桩桩身内力的分布规律  92
    5.6.2 动接触应力的分布规律  92-94
  5.7 小结  94-95
6 结论与展望  95-97
  6.1 主要结论  95-96
  6.2 研究工作的展望  96-97
参考文献  97-102
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  102-103
致谢  103

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