本文選題：抗滑樁　切入點(diǎn)：復(fù)合彈性模量　出處：《中國(guó)地質(zhì)大學(xué)》2013年碩士論文

【摘要】：滑坡是自然界中十分常見(jiàn)的一類地質(zhì)災(zāi)害,指在重力、地震動(dòng)等作用下,山體沿著軟弱面或軟弱帶作整體滑動(dòng)的不良地質(zhì)現(xiàn)象,是山區(qū)分布范圍最廣,危害最為嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。我國(guó)山地面積占國(guó)土總面積的2/3,是地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的國(guó)家,而滑坡則更是山區(qū)經(jīng)常發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害。100年以來(lái),特別是第二次世界大戰(zhàn)以來(lái),世界的經(jīng)濟(jì)匕速發(fā)展,但隨著人類工程活動(dòng)的不斷擴(kuò)張,因滑坡地質(zhì)災(zāi)害所造成的人員傷亡以及經(jīng)濟(jì)損失也是觸目驚心的。如隨著三峽大壩的建成,由于三峽水庫(kù)蓄水引起的崩塌和滑坡是三峽庫(kù)區(qū)主要的地質(zhì)災(zāi)害類型。由于滑坡地質(zhì)災(zāi)害給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅,每年都需投入大量的資金用于地質(zhì)災(zāi)害的防治與研究工作。因此,為了避免或減少滑坡地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全,迫切需要對(duì)滑坡的防治工作進(jìn)行理論研究,以為工程實(shí)踐提供科學(xué)的理論根據(jù)。 在滑坡治理工程中,抗滑樁以其抗滑能力強(qiáng),支擋效果好,對(duì)滑體擾動(dòng)小,施工方便,樁位布置靈活等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于工程實(shí)踐中。雖然關(guān)于抗滑樁設(shè)計(jì)的相關(guān)研究已取得了一些成果,但還是嚴(yán)重滯后于工程實(shí)踐,目前采用抗滑樁治理滑坡的工程絕大部分是成功的,但很多是保守設(shè)計(jì)的結(jié)果,而有些抗滑樁治理失效的案例,則凸顯了抗滑樁主觀經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的弊端。比如抗滑樁設(shè)計(jì)參數(shù)的選取帶有很大的隨意性,缺乏科學(xué)的理論依據(jù),因此很難實(shí)現(xiàn)安全與經(jīng)濟(jì)的雙重目標(biāo)。針對(duì)目前抗滑樁截面型式為矩形和圓形的不足,本文在傳統(tǒng)的抗滑樁設(shè)計(jì)方法基礎(chǔ)之上,對(duì)抗滑樁的截面進(jìn)行研究,探究了非矩形截面抗滑樁,如等腰梯形截面抗滑樁與滑坡體的相互作用,從更廣義的本質(zhì)上揭示懸臂抗滑樁與滑坡體的相互作用機(jī)理,從而實(shí)現(xiàn)了土拱效應(yīng)最大限度的發(fā)揮。構(gòu)建了最佳等腰梯形截面抗滑樁與滑坡體協(xié)同工作模型,為抗滑樁最優(yōu)截面尺寸的確定提供了理論支撐,在保證滑坡治理安全的前提下最大限度的節(jié)約工程投資,實(shí)現(xiàn)最佳的抗滑工程效果,達(dá)到安全與經(jīng)濟(jì)的雙重目的。其研究成果可以為滑坡防治工程以及抗滑樁的設(shè)計(jì)與計(jì)算提供科學(xué)的理論依據(jù),具有重要的理論意義和廣泛的工程應(yīng)用前景。 主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面： (1)采用材料力學(xué)中懸臂梁的原理并結(jié)合不同的滑坡推力分布模式,推導(dǎo)了相應(yīng)的滑面以上抗滑樁沿樁高的位移表達(dá)式和相應(yīng)的抗滑樁樁頂處的撓度理論公式,對(duì)抗滑樁的設(shè)計(jì)以及滑坡治理后的評(píng)價(jià)效果都有十分重要的理論意義以及工程應(yīng)用價(jià)值。 (2)通過(guò)力學(xué)理論分析并結(jié)合數(shù)值模擬反演分析提出了一種鋼筋混凝土復(fù)合彈性模量的求解方法。 (3)根據(jù)樁土相互作用,分別建立了基于樁后土拱效應(yīng)的最小樁間距和基于樁間土拱效應(yīng)的最大樁間距計(jì)算模型,并且在傳統(tǒng)的抗滑樁與滑坡體相互作用的兩級(jí)荷載傳遞模式的基礎(chǔ)之上,引入了“端承土拱”、“摩擦土拱”和樁前土體三級(jí)荷載傳遞模式,從而更深刻的揭示了抗滑樁在發(fā)揮效用的過(guò)程中力的傳遞機(jī)制。 (4)為了更清楚的認(rèn)識(shí)樁土相互作用中的土拱效應(yīng),引入了不同于矩形截面型式的等腰梯形截面抗滑樁,并且采用數(shù)值模擬軟件FLAC3D分別建立了內(nèi)等腰梯形抗滑樁、矩形抗滑樁和外等腰體形抗滑樁樁土相互作用的數(shù)值計(jì)算模型,分析了不同截面型式的抗滑樁樁后土拱和樁間土拱兩級(jí)土拱荷載分擔(dān)模式,主要取得的研究成果如下： ①在滑坡推力作用下,樁后最大主應(yīng)力連線呈拱形,說(shuō)明樁后形成了土拱,樁后4b以外無(wú)明顯的土拱效就。 ②內(nèi)等腰梯形抗滑樁、矩形抗滑樁、外等腰梯形抗滑樁,土體向樁體傳遞的荷載依次增大,即抗滑樁發(fā)揮的作用越來(lái)越明顯。 ③抗滑樁在承擔(dān)滑坡推力荷載時(shí),為典型的兩級(jí)土拱分級(jí)承擔(dān)模式,樁后土拱起主要作用,樁間土拱起次要作用。外等腰梯形抗滑樁能最大限度的發(fā)揮樁后土拱效應(yīng),而內(nèi)等腰梯形抗滑樁則能最大限度的發(fā)揮樁間土拱效應(yīng)。 ④由于抗滑樁的存在,抗滑樁附近巖土體位移較小,設(shè)置矩形抗滑樁的滑坡土體位移最大,其次為內(nèi)等腰梯形抗滑樁,外等腰梯形抗滑樁為最小。 ⑤對(duì)于內(nèi)等腰梯形抗滑樁來(lái)說(shuō),在一定的樁間距范用內(nèi),隨著樁間距的增大,樁后土拱荷載分擔(dān)比越來(lái)越大,但是到達(dá)一定樁間距后,樁后土拱荷載分擔(dān)比開(kāi)始下降。對(duì)于矩形抗滑樁和外等腰梯形抗滑樁來(lái)說(shuō),隨著樁間距的增大,樁后土拱荷載分擔(dān)比越來(lái)越小,當(dāng)樁間距增大到一定值時(shí)下降的很明顯。 ⑥對(duì)于內(nèi)等腰梯形抗滑樁,隨著樁間距的增大,樁間土拱荷載分擔(dān)比越來(lái)越小,但是下降趨勢(shì)線的斜率越來(lái)越小,總的來(lái)說(shuō)內(nèi)等腰梯形抗滑樁樁間土拱荷載分擔(dān)比還是比較大的。對(duì)于矩形抗滑樁和外等腰梯形抗滑樁,隨著樁間距的增大,樁間土拱荷載分擔(dān)比越來(lái)越大,但是總的來(lái)說(shuō),樁間土拱荷載分擔(dān)比還是比較小的。 ⑦對(duì)于內(nèi)等腰梯形抗滑樁,在滑坡推力作用下,滑坡體會(huì)產(chǎn)生“楔緊作用”,從而使得樁后土拱和樁間土拱都能夠有效的發(fā)揮作用,隨著等腰梯形斜率的增大樁后土拱效應(yīng)增強(qiáng),此時(shí)樁間土拱也能充分發(fā)揮其作用,即能充分發(fā)揮樁后土拱和樁間土拱協(xié)同作用的效能,實(shí)現(xiàn)最佳的抗滑效果。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TU473

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1667078