抗滑樁作為一種嵌入穩(wěn)定基巖的大截面?zhèn)认蚴芎蓸?與樁間滑體協(xié)同變形共同承擔(dān)滑坡剩余推力。由于滑坡-抗滑樁相互作用計算模型中存在一系列的假定條件,與實際工程存在差異,迫切需要開展滑坡-抗滑樁相互作用機理方面的研究。論文主要通過模型試驗研究滑坡-抗滑樁相互作用過程中位移場、土壓力、樁身變形、荷載傳遞機制及模型變形破壞過程等方面規(guī)律,并輔以數(shù)值分析和考慮土拱效應(yīng)力學(xué)模型研究,初步探討滑坡-抗滑樁相互作用機理,主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：(1)基于PTV粒子圖像技術(shù)分析了滑坡-抗滑樁體系演化過程中坡表位移場規(guī)律。無樁工況中坡表典型示蹤點的位移時程曲線可分為四個階段：初始蠕變階段、擠壓變形階段、塑性變形階段和整體滑動階段,加樁后典型示蹤點位移僅占無樁下變形量的10%左右,累積位移量明顯降低。(2)研究了滑坡-抗滑樁體系演化過程中土壓力動態(tài)分布規(guī)律�；峦徊课惶幫翂毫Ψ植夹问胶痛笮≡谡麄�加載過程中基本呈近似增長趨勢,不同位置處土壓力分布形式表現(xiàn)不一致。無樁工況中土模型后緣處土壓力呈上小下大的拋物線型分布形式,最大作用點位于埋深24cm處；中部處土壓力在5-10cm范圍內(nèi)呈三角形分布形式,埋深10-25cm范圍內(nèi)呈矩形分布形式,埋深25-30cm范圍內(nèi)呈倒三角形分布形式。加樁工況中模型后部土壓力主要呈拋物線型分布形式,最大土壓力點位于14cm處,模型中部處土壓力大小和分布形式通過抗滑樁加固作用后有了明顯地改變,土壓力值在同一荷載作用下降低了80-95%,分布形式雖仍為拋物線型分布,但剩余推力作用點相對與懸臂端長度作用點提高了20%。(3)分析了抗滑樁在相互作用過程中的動態(tài)受荷特征及變形規(guī)律。樁后土壓力分布形式在整個加載試驗中呈拋物線型分布,最大值作用點在不同的荷載等級作用下有所差異。第一級和第二級荷載下,最大值位于6cm埋深處；第三級和第四級荷載作用下,最大值位于12cm埋深處,即合力作用點往下降；第五級和第六級荷載作用下,最大值維持在12cm埋深處,即合力作用點基本維持不變。樁前土壓力分布形式在埋深18cm上表現(xiàn)為拋物線型分布,最大值位于埋深12cm處,且隨著荷載等級提高,各點土壓力值均有所增大,土壓力值絕對值上較小,僅為同一埋深樁后土壓力的5%左右；埋深18cm以下,樁前土壓力大部分在數(shù)值0附近波動,整體表現(xiàn)幾乎無規(guī)律�？够瑯堵裆�0-0.5h區(qū)段主要受力區(qū)域,破壞滑動面出現(xiàn)在沿樁身埋設(shè)0.3h左右處�；潞蟛客馏w在抗滑樁的阻擋作用下,以樁頂附近土體的剪切變形為主。(4)研究了滑坡-抗滑樁體系變形破壞過程。無樁工況中滑坡后緣滑體在加載荷載作用下沿著臨空面發(fā)生了局部剪切破壞；加樁工況中樁后滑體越樁滑動,滑坡模型發(fā)生局部破壞。相比無樁工況中滑坡破壞范圍,加樁后模型剪出破壞點由坡形變陡處退至樁后,擾動變形破壞范圍明顯減小。(5)分析了滑坡-抗滑樁相互作用中土拱產(chǎn)生過程、荷載傳遞機制及空間分布特征。模型試驗中樁間土體土拱效應(yīng)的產(chǎn)生存在先后順序,埋深較淺的滑體首先形成應(yīng)力拱；隨著荷載的增大,埋深12-24cm范圍內(nèi)滑體出現(xiàn)土拱效應(yīng),直至試驗結(jié)束。結(jié)合數(shù)值分析研究土拱效應(yīng)在深度范圍內(nèi)分布規(guī)律：樁后端承拱和樁間摩擦拱普遍存在且共同承擔(dān)荷載,隨著埋深的增大,摩擦拱荷載分擔(dān)比逐漸增大,樁后端承拱荷載分擔(dān)比略微增大,進(jìn)而樁前土體荷載分擔(dān)比隨之減小,樁間土體水平向位移隨著深度的增加而減小,樁間土拱效應(yīng)隨著深度增大呈逐漸增強的變化趨勢。基于Ito.塑性變形理論建立了綜合考慮摩擦拱與端承拱協(xié)同作用計算模型,分析認(rèn)為,樁間摩擦拱在承擔(dān)滑坡推力荷載時起主導(dǎo)作用,最優(yōu)樁間距隨粘聚力增大呈近似的線性增長關(guān)系,摩擦拱分擔(dān)比呈輕微的降低變化趨勢；隨摩擦角增大呈近似的上凹曲線關(guān)系,摩擦拱分擔(dān)比呈線性增長變化趨勢�？紤]兩者的共同作用計算,馬家溝滑坡合理樁間距應(yīng)為4.68m。(6)根據(jù)模型試驗結(jié)果,針對實際的馬家溝滑坡變形演化趨勢,若不考慮巖土體蠕變特性及庫水位周期性波動的影響,天然工況下滑坡將處于變形緩慢增長階段,采用抗滑樁加固處理后,滑坡將處于穩(wěn)定階段。若考慮巖土體蠕變及水位作用,則規(guī)律不適用。
【學(xué)位單位】：中國地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TU473.1;P642.22
【文章目錄】：
作者簡介
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    §1.1 選題的來源、目的和意義
    §1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 模型試驗研究現(xiàn)狀
        1.2.2 數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
        1.2.3 理論模型研究現(xiàn)狀
    §1.3 發(fā)展趨勢與存在問題
    §1.4 主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
    §1.5 研究技術(shù)路線
第二章 堆積層滑坡工程地質(zhì)特征
    §2.1 堆積層滑坡特征
    §2.2 馬家溝滑坡工程地質(zhì)特征
        2.2.1 工程地質(zhì)條件
        2.2.2 變形破壞特征
    §2.3 本章小結(jié)
第三章 框架式模型試驗研究
    §3.1 框架式滑坡模型概化
    §3.2 試驗方案
        3.2.1 相似材料配比
        3.2.2 加載方案設(shè)計
        3.2.3 監(jiān)測方案設(shè)計
    §3.3 無樁工況試驗結(jié)果分析
        3.3.1 坡表位移場分析
        3.3.2 滑體內(nèi)部土壓力規(guī)律
        3.3.3 變形破壞過程
    §3.4 加樁工況試驗結(jié)果分析
        3.4.1 坡表位移場分析
        3.4.2 滑體內(nèi)部土壓力規(guī)律
        3.4.3 土拱效應(yīng)分析
        3.4.4 荷載傳遞規(guī)律
        3.4.5 樁身變形分析
        3.4.6 變形破壞過程
    §3.5 本章小結(jié)
第四章 滑坡-抗滑樁相互作用數(shù)值模擬研究
    §4.1 數(shù)值計算模型
    §4.2 抗滑樁加固效果分析
    §4.3 土拱效應(yīng)分析
    §4.4 抗滑樁變形分析
    §4.5 本章小結(jié)
第五章 樁土相互作用理論模型研究
    §5.1 傳統(tǒng)理論分析方法
        5.1.1 摩擦拱模型
        5.1.2 端承拱模型
    §5.2 考慮端承拱和摩擦拱協(xié)同作用計算模型
        5.2.1 Ito.塑性變形理論
        5.2.2 改進(jìn)后計算模型
    §5.3 工程實例與影響因素分析
        5.3.1 工程實例
        5.3.2 影響因素分析
    §5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    §6.1 結(jié)論
    §6.2 建議與展望
致謝
參考文獻(xiàn)

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本文編號：2846337