采用ABAQUS軟件,建立樁錨整體式支護(hù)結(jié)構(gòu)和樁錨分離式支護(hù)結(jié)構(gòu)有限元模型,分析二者受力性能差異,研究樁徑、嵌固深度、冠梁尺寸、錨桿數(shù)量以及預(yù)應(yīng)力等對其受力性能的影響。結(jié)果表明:兩類支護(hù)結(jié)構(gòu)位移由兩端向中間減小,彎矩和剪力則由兩端向中間增大,中間部分受力和變形保持一致;設(shè)計(jì)時應(yīng)將端部兩根抗滑樁的彎矩和剪力分別乘以1.35和1.2的承載力調(diào)整系數(shù);樁錨整體式支護(hù)結(jié)構(gòu)的最大位移比分離式結(jié)構(gòu)小20%以上,最大彎矩小3%以上,最大剪力小6%以上;增大抗滑樁樁徑,兩類支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移和彎矩均減小;增大抗滑樁嵌固深度,兩類支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移減小,但彎矩增大;冠梁尺寸增大可提高支護(hù)結(jié)構(gòu)整體剛度和抗變形能力,但作用有限;增加錨桿數(shù)量、施加預(yù)應(yīng)力均可顯著減小抗滑樁的位移和彎矩,并改變位移和彎矩沿樁身的分布形態(tài);以上參數(shù)變化對整體式支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響要遠(yuǎn)小于分離式支護(hù)結(jié)構(gòu)。 

【文章來源】：公路交通科技. 2015,32(12)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

圖1兩類樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)

公路交通科技第32卷樁間土體采用0.15m厚鋼筋混凝土板支檔;圍檁采用兩根20a槽鋼焊接而成。抗滑樁從左至右依次編號為1～5，其中1號樁距左側(cè)1m，5號樁距右側(cè)0.5m，兩類模型的錨桿高度及位置相同。圖2支護(hù)結(jié)構(gòu)有限元模型Fig.2FEmodelofsupportingstructures抗滑樁、冠梁、樁間擋板均為鋼筋混凝土材料，模型中不考慮其配筋，并設(shè)置為彈性材料，均采用實(shí)體單元C3D8Ｒ;圍檁為工字鋼焊接而成，同樣設(shè)置為彈性材料并選用C3D8Ｒ;錨桿采用等向強(qiáng)化塑性模型和T3D2單元，材料參數(shù)見表1。模型中土體除支護(hù)面，坑底以及坡頂外，約束全部自由度。模型中各個部件之間的接觸約束分別為:抗滑樁和土體之間采用有限滑移的接觸形式，抗滑樁和冠梁、抗滑樁和圍檁之間采用綁定約束(Tie)約束，耦合變形，不考慮相對滑移;錨桿和土體之間的約束形式采用嵌入?yún)^(qū)域(Embeddedregion)，表1材料參數(shù)Tab.1Materialparameters桿件密度ρ/(kg·m－3)彈性模量E/MPa泊松比ν抗拉強(qiáng)度/MPa抗壓強(qiáng)度/MPa抗滑樁2400300000.23.030.0冠梁2400300000.23.030.0擋板2400280000.22.525.0圍檁78002100000.25360360錨桿78002000000.25——嵌固于土體中，同樣不考慮相對滑移。由于模型按實(shí)際工程設(shè)計(jì)建立，結(jié)構(gòu)基本處于彈性狀態(tài)，并不會出現(xiàn)破壞的極端狀態(tài)，因此對計(jì)算結(jié)果造成的影響很小，可以忽略其帶來的誤差。3兩類結(jié)構(gòu)基本受力性能比較兩類結(jié)構(gòu)模型基本受力性能計(jì)算時，除土體、支護(hù)結(jié)構(gòu)自重外，根據(jù)設(shè)計(jì)，在坡頂施加20kPa的荷載，以考慮坡頂?shù)缆返能囕v、行人以及可能的堆載等。計(jì)算得到結(jié)構(gòu)5根樁的最大位移以及彎矩見表2，樁身水平位移、彎矩和剪力分布見圖3。根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測點(diǎn)分布，西側(cè)11m高處抗滑樁與計(jì)算模型最為接近。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，?

第12期黃華，等:不同樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)受力性能及影響因素圖3支護(hù)結(jié)構(gòu)荷載及位移分布Fig.3Distributionsofloadsanddisplacementsofsupportingstructures兩類支護(hù)結(jié)構(gòu)彎矩變化趨勢相同，由樁頂至樁底先由正值變?yōu)樨?fù)值，然后再變?yōu)檎�，彎矩零點(diǎn)出現(xiàn)在距樁頂4.0m和11.0m處，負(fù)彎矩最大值出現(xiàn)在距樁頂8.0m處，正彎矩最大值出現(xiàn)在距樁頂14.5m處，且抗滑樁彎矩由結(jié)構(gòu)兩端向中間減校整體式支護(hù)結(jié)構(gòu)抗滑樁正彎矩最大值相差19.48%，負(fù)彎矩最大值相差21.97%;分離式支護(hù)結(jié)構(gòu)抗滑樁正彎矩最大值相差32.90%，負(fù)彎矩最大值相差32.91%。兩種支護(hù)結(jié)構(gòu)彎矩最大相差16.05%，且支護(hù)結(jié)構(gòu)兩端的彎矩相差比中間大，兩根4號樁正彎矩僅相差2.49%。支護(hù)結(jié)構(gòu)兩端邊距不同，對分離式支護(hù)結(jié)構(gòu)彎矩影響要大于整體式，前者5號樁比1號樁小7.01%，后者小3.54%。兩類支護(hù)結(jié)構(gòu)剪力變化趨勢相同，整體式支護(hù)結(jié)構(gòu)剪力最大值出現(xiàn)在10m和15m左右處，剪力為零點(diǎn)出現(xiàn)在4m和12m處;分離式支護(hù)結(jié)構(gòu)剪力最大值出現(xiàn)在10m和15m左右處，剪力為零點(diǎn)出現(xiàn)在3，5m和12m左右處。兩類支護(hù)結(jié)構(gòu)的1號樁和5號樁剪力最大，然后向中間的3號樁減校整體式結(jié)構(gòu)剪力最大值相差12.20%;分離式結(jié)構(gòu)剪力最大值相差16.46%;且整體式支護(hù)結(jié)構(gòu)剪力明顯小于分離式結(jié)構(gòu)，前者最大值小于后者13.10%。同樣，支護(hù)結(jié)構(gòu)兩端邊距對分離式的影響大于整體式，前者5號樁比1號樁小3.15%，后者小1.39%。以上分析表明兩類樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)的空間效應(yīng)明顯［11－13］。兩類支護(hù)結(jié)構(gòu)荷載和變形產(chǎn)生差異的主要原因是錨桿和抗滑樁連接方式不同，整體式結(jié)構(gòu)錨桿直接錨固在抗滑樁上，其對抗滑樁的約束作用明顯大于分離式支護(hù)結(jié)構(gòu);分離式結(jié)構(gòu)錨桿通過圍檁與抗滑樁相連接，圍檁本身存在變形，導(dǎo)致錨桿對抗滑樁的約束作用減弱

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3343432