本文選題：彈性地基梁 + 被動樁�。� 參考：《華南理工大學(xué)》2013年博士論文

【摘要】：作為一種古老的基礎(chǔ)形式，樁的應(yīng)用至今己有12,000～14,000年的歷史。目前，樁有多種多樣的使用方法，已不僅僅是支承上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)樁的概念，而是承受豎向荷載、水平荷載和力矩的共同作用。對于土木工程領(lǐng)域擋土樁（抗滑樁、基坑支護樁、堆載臨近樁等）承受水平側(cè)向荷載的案例層出不窮，由于此類樁基的承載特性、樁-土相互作用機理、荷載傳遞規(guī)律與邊坡土體失穩(wěn)機制等尚不十分明確，其工作機理與設(shè)計方法仍有待更深入的研究。 本文采用“文獻閱讀及試驗數(shù)據(jù)收集→理論模型→數(shù)值模擬→工程應(yīng)用”的研究思路，以土體側(cè)向位移作用下的基坑鄰近樁基或邊坡中抗滑樁為研究對象，以數(shù)值分析、理論推導(dǎo)為研究手段，對擋土樁-土相互作用性狀及抗滑樁加固邊坡計算方法進行深入的研究后，取得了以下創(chuàng)新性研究成果： （一）新穎的樁撓曲方程求解方法：以Winkler模型模擬擋土樁單樁與土之間的相互作用，建立擋土樁-土體相互作用的四階非齊次微分撓曲方程，用多項式逼近非齊次項，運用遞推法得出四階非齊次微分方程的特解形式，結(jié)合齊次微分方程的通解，從而實現(xiàn)其解析解求解過程。 （二）提出邊坡失穩(wěn)的突變倍率判據(jù)：在場變量-位移(Fs U)變化關(guān)系曲線基礎(chǔ)上，繪制場變量-位移突變倍率曲線，以突變倍率（當前分析步位移與上一分析步位移之比）急劇增大時所對應(yīng)的場變量（即強度折減系數(shù)）作為邊坡的整體穩(wěn)定安全系數(shù)，避免了人為判斷邊坡極限狀態(tài)的不確定性。 （三）創(chuàng)新的簡化計算方法：采用Excel電子表格內(nèi)嵌的VBA語言編寫程序以實現(xiàn)較為復(fù)雜函數(shù)的計算和計算的自動化，用“規(guī)劃求解”功能解決抗滑樁加固邊坡后穩(wěn)定安全系數(shù)計算的問題，最后根據(jù)樁撓曲方程求解抗滑樁內(nèi)力及變形。 （四）確定抗滑樁最優(yōu)樁位的充分必要條件：借鑒傳遞系數(shù)法剩余下滑力的概念，繪制剩余下滑力矩曲線判斷坡體穩(wěn)定區(qū)域，并確保樁前土體承受抗滑樁向下傳遞的下滑力后仍能保持穩(wěn)定，作為最優(yōu)樁位的充分條件；由穩(wěn)定性系數(shù)N s控制樁頂以上坡體的臨界高度以避免發(fā)生越頂破壞，作為最優(yōu)樁位的必要條件。 應(yīng)用以上創(chuàng)新性研究成果，結(jié)合具體工程實例進行參數(shù)分析后得出以下結(jié)論： （一）通過計算證明滑坡推力分布形式對抗滑樁的響應(yīng)影響較大，各種不同分布形式中三角形分布將產(chǎn)生大的彎矩，拋物線分布次之，，均勻分布最�。幌嗤鼗娇沽l件下，均勻分布樁頂撓度大于三角形和拋物線分布。 （二）土體側(cè)移模式包括側(cè)移大小、分布形狀、側(cè)移勢（側(cè)移曲線與零縱軸之間的面積定義為側(cè)移勢）及重心等對抗滑樁的撓度和彎矩影響較為顯著。土體水平位移越大，樁身撓度就越大，地表附近撓度最大；隨著土體水平位移增大，樁身彎矩相應(yīng)增加；均勻分布土體側(cè)向位移對樁身最大撓度及彎矩的影響效果相同；即使側(cè)移勢相同，若土體側(cè)移分布重心升高，撓度及彎矩值均呈現(xiàn)增大趨勢（相差分別可達57%和48%），且最大彎矩位置也呈現(xiàn)略微上移現(xiàn)象。 （三）樁土之間相互作用呈非線性特征，若采用彈性方法計算將產(chǎn)生較大誤差。當土體進入塑性狀態(tài)時，樁土間作用力達到極限值p_u=kv~*后，不再隨水平相對位移的增加而發(fā)生變化。 （四）對比研究三維與二維數(shù)值所得邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)的差異，得出采用三維有限元法計算出的邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)略高于二維有限元法算出安全系數(shù)2.3%的結(jié)論。因此，在對常規(guī)平面應(yīng)變邊坡進行穩(wěn)定性分析時，為獲得較快的計算速度可以優(yōu)先考慮采用二維有限元模型可以滿足工程精度的要求，然而在對邊坡地形、地質(zhì)情況復(fù)雜的非平面應(yīng)變邊坡進行穩(wěn)定性分析時，應(yīng)采用三維狀態(tài)下的有限元分析。 （五）通過建立有限元強度折減法數(shù)值模型來分析不同抗滑樁加固位置對邊坡穩(wěn)定性的影響。如果僅從安全系數(shù)數(shù)值上考慮，抗滑樁加固于邊坡中部將獲得最大安全系數(shù)，但邊坡中部滑動面較深從工程上不經(jīng)濟，因此建議在優(yōu)先保障安全的前提下，若兼顧經(jīng)濟因素，最優(yōu)設(shè)樁位置可略向坡趾偏移，考慮設(shè)置在邊坡的中下部。
[Abstract]:As an old form of foundation , the application of pile has now been 12,000 锝

本文編號：1909469