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利用抗滑桩进行滑坡支护的设计理论研究

作　者: 魏业清
导　师: 张林洪
学　校: 昆明理工大学
专　业: 水工结构工程
关键词: 土拱效应抗滑桩挡土板被动土体布筋优化设计
分类号: TU473.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

随着社会的发展,土地资源越来越紧张。人类不得不开挖山体,利用有限的切坡地面进行各种工程建设和房屋开发,这就带来了岩土边坡的稳定问题。抗滑桩作为治理滑坡的有效工程措施,在世界各国滑坡治理中占有重要的地位。据统计,迄今为止,它是滑坡治理中应用最多的工程支挡结构。常用的抗滑桩内力分析方法把滑坡体和抗滑桩分开来考虑,把滑坡体和抗滑桩的相互作用简化为简单的力的作用,未考虑滑坡体和抗滑桩的变形协调及应力协调。而实际上,土拱效应是桩土相互作用的主要方式,关系到抗滑桩能否充分发挥抗滑支挡作用。由于影响抗滑桩的桩土相互作用的因素很多,且各因素的相互作用复杂,因此本文从抗滑桩体系的土拱效应出发,对桩间土支挡结构设计、桩前被动土体厚度及抗滑桩的优化设计进行研究。利用有限差分软件对抗滑桩体系进行建模、计算,通过对计算结果的分析,总结各因素对土拱效应的影响,提出桩间土支挡结构、桩前被动土体厚度及抗滑桩的优化设计方法。具体开展了以下几个方面的研究：1)桩间土推力计算及支挡设计。利用有限差分法软件分析证明压力拱存在及压力拱的大小与土体参数、桩间距等因素的关系；然后找出采用压力拱理论计算桩间土推力的方法；提出考虑土拱效应后的挡墙和钢筋混凝土板支挡桩间土的设计理论。2)桩前被动土体的厚度问题。通过理论分析,提出对于特殊地质条件,应对斜坡岩石的桩基稳定性及桩前岩石地基的水平向极限承载力进行验算,保证桩前被动土体的厚度达到设计要求。3)抗滑桩的优化问题。根据计算出的应力并考虑施工的方便与经济性进行抗滑桩的布筋优化设计；然后综合考虑工程的经济和安全性,进行抗滑桩体系的优化设计本论文的主要创新工作如下：1)根据力学原理,提出了桩间土拱的理论计算方法；2)提出了充分利用土拱效应,设计桩间土支挡结构的设计思想；3)提出了对于特殊地质条件,应对斜坡岩石的桩基稳定性及桩前岩石地基的水平向极限承载力进行验算的理论,并给出了桩前被动土体厚度的确定方法；4)给出了抗滑桩体系的优化设计方法。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-18
  1.1 研究的背景和意义  9-11
  1.2 国内外研究现状及评述  11-16
    1.2.1 国内外研究现状  11-14
    1.2.2 目前研究中存在的问题  14-16
  1.3 本文的研究思路及主要内容  16-18
    1.3.1 研究思路  16
    1.3.2 主要内容  16-18
第二章桩间土拱效应计算  18-64
  2.1 拱效应理论的发展  18-21
  2.2 压力土拱的数值模拟  21-28
    2.2.1 显示有限差分单元法  21-27
    2.2.2 数值模型的建立  27-28
  2.3 抗滑桩三维数值试验研究  28-61
    2.3.1 计算参数的选取  28-30
    2.3.2 计算结果及其规律分析  30-61
  2.4 本章小结  61-64
第三章桩间土的支挡设计  64-76
  3.1 土拱效应的理论推导计算  64-69
    3.1.1 基本假定  65-67
    3.1.2 极限平衡条件  67-68
    3.1.3 求解计算  68-69
  3.2 桩间土的支挡设计  69-75
    3.2.1 桩间挡土板的支挡设计  69-74
    3.2.2 桩间挡墙的支挡设计  74-75
  3.3 本章小结  75-76
第四章桩板墙前被动土体的厚度计算  76-81
  4.1 问题的提出  76
  4.2 公式推导  76-79
    4.2.1 桩基稳定性验算  77-79
    4.2.2 地基极限水平承载力验算  79
  4.3 桩前被动土体厚度的确定  79-80
  4.4 本章小结  80-81
第五章抗滑桩的优化设计  81-85
  5.1 桩的布筋优化  81-83
    5.1.1 桩的结构构造  81-82
    5.1.2 桩的布筋优化  82-83
  5.2 抗滑桩的优化设计  83-84
  5.3 本章小结  84-85
第六章结论与展望  85-87
参考文献  87-91
致谢  91-92
附录  92
  攻读硕士学位期间发表论文目录  92

利用抗滑桩进行滑坡支护的设计理论研究

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