本文關(guān)鍵詞：考慮滑床巖體不同地基系數(shù)的彈性抗滑樁受力特征研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：三峽庫(kù)區(qū)是滑坡較為發(fā)育的地區(qū)之一,庫(kù)區(qū)大部分滑坡位于沉積巖分布區(qū),滑床多為復(fù)合層狀巖體,如何進(jìn)行考慮滑床不同巖性特征的抗滑樁的受力特征研究,優(yōu)化抗滑樁的設(shè)計(jì),是工程實(shí)踐中亟需解決的理論問(wèn)題。由于地基系數(shù)與巖體的物理力學(xué)性質(zhì)有關(guān),且隨深度變化的規(guī)律比較復(fù)雜,目前對(duì)于地基系數(shù)的確定,仍然是學(xué)術(shù)界與工程領(lǐng)域討論的熱點(diǎn)與難點(diǎn)問(wèn)題。對(duì)于抗滑樁內(nèi)力與變形的計(jì)算,盡管?chē)?guó)內(nèi)外進(jìn)行了不少的理論分析、物理模型試驗(yàn)以及數(shù)值模擬研究,但我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范及教科書(shū)多將滑床巖體等效成均質(zhì)體,且進(jìn)行考慮滑床不同巖性特征對(duì)抗滑樁內(nèi)力與變形影響的研究成果還不夠深入。本文以秭歸馬家溝滑坡為工程背景,基于Winkler地基力學(xué)模型,提出了考慮滑床巖體不同地基系數(shù)的彈性抗滑樁撓曲微分方程,推導(dǎo)出解析解并驗(yàn)證其合理性。同時(shí),探討了滑床幾種地基系數(shù)分布模式對(duì)抗滑樁內(nèi)力和變形的影響。最后運(yùn)用理論方程研究了抗滑樁滑床巖體層厚比、滑床不同巖性組合形式、樁截面尺寸、嵌固深度、樁底條件對(duì)其內(nèi)力和變位的影響。主要研究成果如下：(1)總結(jié)了抗滑樁設(shè)計(jì)參數(shù)的確定方法、滑坡推力分布形式及存在的問(wèn)題、國(guó)內(nèi)外抗滑樁常用內(nèi)力計(jì)算方法、地基系數(shù)影響因素以及地基系數(shù)的確定方法,為本文力學(xué)模型建立以及抗滑樁受力特征研究提供參考依據(jù)。(2)建立了考慮滑床不同地基系數(shù)的彈性抗滑樁力學(xué)模型,推導(dǎo)了滑床地基系數(shù)隨深度任意變化時(shí)抗滑樁受力和變形的計(jì)算方程。編寫(xiě)了相應(yīng)的MATLAB計(jì)算程序,通過(guò)與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)資料對(duì)比分析,驗(yàn)證了理論方程的合理性。該方法不僅適用于滑床為單一巖體的情況,也適用于滑床為復(fù)合層狀巖體的情況。(3)滑床不同地基系數(shù)分布形式對(duì)抗滑樁受力特征存在一定影響。理論分析表明,折線分布相對(duì)于常用的矩形分布、梯形分布以及拋物線分布,樁身彎矩最大值與樁身剪力最大值(絕對(duì)值)最大、樁頂位移以及滑面處的樁側(cè)應(yīng)力最小,此時(shí)抗滑樁進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)所需的抗彎縱筋以及抗剪箍筋最多。由于折線分布能較好地考慮滑床巖體的實(shí)際分布情況,且計(jì)算得出的樁頂位移結(jié)果能基本符合實(shí)測(cè)值,故滑床地層為復(fù)合層狀巖體時(shí),地基系數(shù)分布形式按折線形式考慮時(shí)較適宜。(4)根據(jù)滑床巖體的力學(xué)性質(zhì)以及分布特征可以概化為全為軟巖、上軟下硬、軟硬互層、上硬下軟以及全為硬巖七種情況。不同軟硬巖體層厚比的變化改變了滑床的結(jié)構(gòu)特征,對(duì)抗滑樁樁身受力特征存在明顯影響。層厚比越大,抗滑樁受力特征越接近均質(zhì)軟巖,此時(shí)軟巖主要影響樁身受力特征；層厚比越小,抗滑樁受力特征越接近均質(zhì)硬巖,此時(shí)硬巖主要影響樁身受力特征。且隨著層厚比的增大,樁身彎矩最大值、樁身剪力最大值(絕對(duì)值)逐漸減小,樁身位移逐漸增大。若將滑床巖體按均質(zhì)軟巖考慮,抗滑樁配筋時(shí)所需的抗滑縱筋和抗剪箍筋偏大,造成工程上的浪費(fèi)；若將滑床巖體按均質(zhì)硬巖考慮,抗滑樁配筋時(shí)所需的抗滑縱筋和抗剪箍筋偏小,達(dá)不到抗滑要求；故在抗滑樁的工程設(shè)計(jì)中,應(yīng)當(dāng)考慮滑床巖體層厚比對(duì)樁身受力特征的影響。(5)滑床不同巖性組合形式下,樁身彎矩最大值、樁身剪力最大值(絕對(duì)值)以及樁身位移從小到大依次為上硬下軟、軟硬互層以及上軟下硬,且其最大變化幅度分別為5.0%、30.3%、24.7%。故在抗滑樁工程設(shè)計(jì)中,應(yīng)當(dāng)考慮滑床不同巖性組合形式對(duì)樁身受力特征的影響。(6)抗滑樁截面尺寸對(duì)滑動(dòng)面以上(受荷段)樁身彎矩和剪力不存在影響�；瑒�(dòng)面以下(嵌固段),隨著樁截面尺寸的增大,樁身彎矩最大值的增大幅度逐漸變緩,趨于定值,且截面長(zhǎng)度是影響樁身彎矩最大值的主要因素。當(dāng)樁截面尺寸達(dá)到某一臨界值時(shí),臨界值以上樁身剪力最大值(絕對(duì)值)呈增大的趨勢(shì),臨界值以下呈減小的趨勢(shì),此時(shí)臨界值處的樁身剪力最大值(絕對(duì)值)為最小值；樁身位移隨截面尺寸的增大逐漸減小,并趨于定值。滑面以上(受荷段),樁寬為樁側(cè)應(yīng)力的主要影響因素；滑動(dòng)面以下(嵌固段),滑動(dòng)面處樁側(cè)應(yīng)力隨著抗滑樁截面尺寸的減小而增大,且樁側(cè)應(yīng)力沿深度的遞減幅度逐漸增大。(7)隨著嵌固段長(zhǎng)度的增加,樁身彎矩最大值逐漸增大,抗滑樁配筋所需的抗彎縱筋增加,樁身剪力最大值(絕對(duì)值)、樁側(cè)應(yīng)力以及樁頂位移則逐漸減小,抗滑樁配筋所需的抗剪箍筋減小。且隨著嵌固段長(zhǎng)度增加至一定值時(shí),樁身彎矩最大值、樁身剪力最大值(絕對(duì)值)以及樁頂位移的變化均趨向于定值。嵌固段過(guò)長(zhǎng),會(huì)造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi),嵌固段過(guò)短,樁頂位移過(guò)大,達(dá)不到抗滑效果,故在進(jìn)行抗滑樁的設(shè)計(jì)時(shí)合理地選擇抗滑樁嵌固長(zhǎng)度十分重要。(8)當(dāng)樁底為自由端時(shí),樁身彎矩最大值最小,樁身剪力最大值(絕對(duì)值)、滑動(dòng)面處樁側(cè)應(yīng)力以及樁頂位移均最大,此時(shí)抗滑樁配筋所需抗彎縱筋最少,抗剪箍筋最多；當(dāng)樁底為固定端時(shí),樁身彎矩最大值最大,樁身剪力最大值(絕對(duì)值)、滑動(dòng)面處樁側(cè)應(yīng)力以及樁頂位移均最小,此時(shí)抗滑樁配筋所需抗彎縱筋最多,抗剪箍筋最少；而樁底為鉸支端時(shí),樁身彎矩最大值、剪力最大值(絕對(duì)值)、樁側(cè)應(yīng)力以及樁頂位移位于自由端和固定端之間。故進(jìn)行抗滑樁的工程設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)滑床巖土體的性質(zhì)合理地選擇抗滑樁樁底邊界條件。
【關(guān)鍵詞】：滑床巖體 抗滑樁 地基系數(shù) 內(nèi)力 變形
【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】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TU473.1;P642.22
【目錄】：

• 作者簡(jiǎn)介6-7
• 摘要7-9
• ABSTRACT9-14
• 第一章 緒論14-20
• §1.1 選題目的與意義14-15
• §1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 抗滑樁內(nèi)力計(jì)算方法研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 不同巖性地基系數(shù)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.3 抗滑樁設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)內(nèi)力影響研究現(xiàn)狀17-18
• §1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容和成果18-20
• 1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容18
• 1.3.2 主要成果及創(chuàng)新之處18
• 1.3.3 研究技術(shù)路線18-20
• 第二章 抗滑樁內(nèi)力計(jì)算方法20-38
• §2.1 抗滑樁設(shè)計(jì)參數(shù)確定20-23
• 2.1.1 樁位與樁間距20-21
• 2.1.2 樁截面尺寸與計(jì)算寬度21
• 2.1.3 樁嵌固深度與樁底支承條件21-23
• §2.2 滑坡推力分布形式23-25
• 2.2.1 常見(jiàn)滑坡推力分布形式23-24
• 2.2.2 滑坡推力分布形式的確定24-25
• §2.3 常用的抗滑樁內(nèi)力計(jì)算方法25-27
• 2.3.1 線彈性地基反力法25-26
• 2.3.2 非線性彈性地基反力法26-27
• §2.4 考慮滑床巖體不同地基系數(shù)彈性抗滑樁力學(xué)模型建立與分析27-36
• 2.4.1 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的不足27-28
• 2.4.2 基本假定及力學(xué)模型的建立28-29
• 2.4.3 樁身嵌固段撓曲微分方程的建立29-30
• 2.4.4 樁身受荷段受力分析及嵌固段解析解的推導(dǎo)30-35
• 2.4.5 力學(xué)模型算例驗(yàn)證35-36
• §2.5 本章小結(jié)36-38
• 第三章 地基系數(shù)研究38-50
• §3.1 地基系數(shù)影響因素38-42
• 3.1.1 巖土體性質(zhì)38-40
• 3.1.2 支擋結(jié)構(gòu)40-41
• 3.1.3 深度41
• 3.1.4 地下水41
• 3.1.5 時(shí)間效應(yīng)41-42
• §3.2 地基系數(shù)的確定42-46
• 3.2.1 理論分析方法42-44
• 3.2.2 經(jīng)驗(yàn)公式44-46
• 3.2.3 室內(nèi)或現(xiàn)場(chǎng)加荷試驗(yàn)46
• §3.3 滑床地基系數(shù)分布形式對(duì)抗滑樁內(nèi)力與變形的影響46-49
• 3.3.1 計(jì)算參數(shù)與工況46-47
• 3.3.2 抗滑樁內(nèi)力分析47-48
• 3.3.3 抗滑樁變形分析48-49
• §3.4 本章小結(jié)49-50
• 第四章 滑床不同巖性組合及其層厚比對(duì)抗滑樁內(nèi)力與變形的影響50-59
• §4.1 計(jì)算模型的概化50-51
• §4.2 滑床軟硬巖層層厚比的影響分析51-53
• 4.2.1 計(jì)算參數(shù)51
• 4.2.2 抗滑樁內(nèi)力和變形分析51-53
• §4.3 滑床硬軟巖層層厚比的影響分析53-55
• 4.3.1 計(jì)算參數(shù)53
• 4.3.2 抗滑樁內(nèi)力和變形分析53-55
• §4.4 滑床軟硬互層巖層層厚比的影響分析55-57
• 4.4.1 計(jì)算參數(shù)55
• 4.4.2 抗滑樁內(nèi)力和變形分析55-57
• §4.5 滑床不同巖性組合的影響分析57-58
• 4.5.1 不同巖性組合的確定57
• 4.5.2 抗滑樁內(nèi)力和變形分析57-58
• §4.6 本章小結(jié)58-59
• 第五章 抗滑樁設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)其內(nèi)力與變形的影響59-69
• §5.1 截面尺寸59-63
• 5.1.1 計(jì)算參數(shù)59
• 5.1.2 抗滑樁內(nèi)力與變形分析59-63
• §5.2 嵌固段長(zhǎng)度63-66
• 5.2.1 計(jì)算參數(shù)63
• 5.2.2 抗滑樁內(nèi)力與變形分析63-66
• §5.3 樁底支撐條件66-68
• 5.3.1 計(jì)算參數(shù)66
• 5.3.2 抗滑樁內(nèi)力與變形分析66-68
• §5.4 本章小結(jié)68-69
• 第六章 結(jié)論與展望69-71
• §6.1 結(jié)論69-70
• §6.2 展望70-71
• 致謝71-72
• 參考文獻(xiàn)72-75

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉新榮;梁寧慧;瞿萬(wàn)波;孫輝;陳曉江;;基于遺傳算法的抗滑樁優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào);2006年04期

2 李遠(yuǎn)寧;石勝偉;吳保和;;預(yù)應(yīng)力混凝土抗滑樁實(shí)驗(yàn)與數(shù)值計(jì)算[J];中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào);2006年04期

3 胡新麗;李長(zhǎng)冬;王亮清;;抗滑樁截面經(jīng)濟(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)探討[J];地質(zhì)科技情報(bào);2007年03期

4 李長(zhǎng)冬;胡新麗;湯e，

本文編號(hào)：372075