组合式抗滑桩三维地质力学模型试验研究

发布时间：2017-08-01 08:00

  本文关键词：组合式抗滑桩三维地质力学模型试验研究

  更多相关文章： 滑坡治理 组合式抗滑桩 三维地质力学模型试验 数值模拟 受力机理

【摘要】：我国是个多山的国家,随着西部地区的大力开发建设,大量交通基础建设项目在山区开展,涉及到以滑坡为主的地质灾害问题越来越多,抗滑桩日益发挥着巨大的作用。目前,滑坡等地质灾害问题趋向于大型化,复杂化,普通的抗滑桩难以满足滑坡治理的要求。以门架式抗滑桩和h型抗滑桩为代表的新型组合式抗滑桩的概念被提出,相比于普通抗滑桩具有更加优越的支护性能,h型抗滑桩和门架式抗滑桩已经应用到工程实践之中,实践证明具有良好的支护效果,能有效克服普通悬臂桩的不足。但是目前对于新型组合式抗滑桩的受力特点和设计理论的研究还不是很完善,新型组合式抗滑桩的抗滑机理的研究,正受到越来越多专家和学者的关注。以h型抗滑桩和门架式抗滑桩为代表,对组合式抗滑桩的桩土作用机理和结构计算方法进行梳理和总结。分析组合式抗滑桩的受力特点和工程应用价值。进行组合式抗滑桩三维地质力学模型试验,完成了组合式抗滑桩三维地质力学模型试验平台搭建,布设土压力盒、钢筋应变片、百分表等监测设备,建立多通道滑坡动态测试系统,对桩身应变、桩顶位移与桩周土压力等进行全方位的动态监测。掌握组合式抗滑桩在滑坡推力作用下的应力应变状态,并对试验数据做出分析。揭示了组合式抗滑桩桩后土压力分布,桩身位移、桩身内力与滑坡推力增加之间的变化机制和规律。发现了组合式抗滑桩前后排桩间的“遮蔽”效应,即在滑坡推力较小时后排桩承担了大部分推力荷载。运用flac3d软件对组合式抗滑桩的支挡效果进行模拟,分析组合式抗滑桩桩土共同作用效应,得出组合式抗滑桩的内力分布规律,并与三维地质力学模型试验结果进行比对分析,较完整的揭示了组合式抗滑桩的受力特性和工作机理。在实际工程应用中,通过对大截面抗滑桩和h型抗滑桩的两种治理方案进行技术性和经济性对比分析,为组合式抗滑桩的推广应用提供理论依据。
【关键词】：滑坡治理 组合式抗滑桩 三维地质力学模型试验 数值模拟 受力机理
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU473.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究的背景和意义9-12
• 1.2 国内外的研究现状12-14
• 1.2.1 滑坡推力的计算方法及分布形式12-13
• 1.2.2 桩土相互作用机理13-14
• 1.3 组合式抗滑桩桩土作用机理存在的问题14-15
• 1.4 本文的研究内容和技术路线15-17
• 1.4.1 本文的主要研究内容15-16
• 1.4.2 本文的主要技术路线16-17
• 第二章 组合式抗滑桩荷载分析与结构计算17-26
• 2.1 引言17
• 2.2 组合式抗滑桩受力特点研究17-20
• 2.2.1 组合式抗滑桩结构分析假设17
• 2.2.2 前、后排桩土压力分析17-19
• 2.2.3 桩的内力与位移计算19-20
• 2.3 组合式抗滑桩荷载分析20-23
• 2.3.1 滑坡推力计算20-21
• 2.3.2 滑坡推力分布规律21-23
• 2.4 组合式抗滑桩结构受力计算分析23-25
• 2.4.1 h型抗滑桩计算模型23-24
• 2.4.2 滑面以上桩身部分内力分析24
• 2.4.3 滑面以下桩身部分内力分析24-25
• 2.5 结论25-26
• 第三章 组合式抗滑桩的三维地质力学模型试验26-60
• 3.1 引言26
• 3.2 试验目标26
• 3.3 模型设计26-36
• 3.3.1 加压系统设计28-29
• 3.3.2 试验框架模型系统设计29-32
• 3.3.3 试验量测项目与测点布置32-36
• 3.4 模型的制作36-40
• 3.4.1 模拟材料36-37
• 3.4.2 抗滑桩的制作37-38
• 3.4.3 滑床的铺设38
• 3.4.4 填土压实38-39
• 3.4.5 测试设备连接39-40
• 3.5 试验步骤40
• 3.6 基于试验数据的组合式抗滑桩抗滑机理分析40-57
• 3.6.1 试验现象分析40-41
• 3.6.2 土压力41-46
• 3.6.3 桩顶位移46-48
• 3.6.4 h型抗滑桩结构内力分析48-52
• 3.6.5 各类抗滑桩桩身内力分析52-57
• 3.7 结论57-60
• 第四章 数值模拟与三维地质力学模型试验的对比分析60-69
• 4.1 引言60
• 4.2 模型的概述60-62
• 4.2.1 桩结构单元的建立60-61
• 4.2.2 滑坡体建立模型网格与模型的边界条件61-62
• 4.3 单元及参数的选取62-63
• 4.4 数值计算结果分析63-68
• 4.4.1 桩顶位移63-64
• 4.4.2 桩前、桩后土压力64-65
• 4.4.3 斜坡岩土变形与应力65-66
• 4.4.4 桩身内力66-68
• 4.5 结论68-69
• 第五章 重庆南川-贵州道真高速公路石坝沟滑坡防治工程69-85
• 5.1 项目背景69-73
• 5.1.1 TJ2工区概况70-73
• 5.2 滑坡特征及稳定性分析73-75
• 5.2.1 滑坡特征分析73-74
• 5.2.2 滑坡稳定性分析74-75
• 5.3 防治工程设计75-77
• 5.3.1 防治工程设计参数选取75-76
• 5.3.2 设计工况及安全系数的选取76
• 5.3.3 推力计算76-77
• 5.4 防治方案设计77-78
• 5.5 两种治理方案技术比较78-81
• 5.6 两种方案工程经济性比较81-83
• 5.7 结论83-85
• 第六章 结论与展望85-87
• 6.1 主要结论85
• 6.2 后续研究工作展望85-87
• 致谢87-88
• 参考文献88-90
• 在学期间发表的论文和取得的学术成果90

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 姜晨光;姜祖彬;李光;姜霞;李金洲;;抗滑桩设计探索与初步实践[J];中国矿山工程;2008年04期

2 任伟中;陈浩;唐新建;白世伟;范建海;方晓睿;;运用钻孔测斜仪监测滑坡抗滑桩变形受力状态研究[J];岩石力学与工程学报;2008年S2期

3 李明镇;关于空心抗滑桩的研究[J];铁道建筑;1993年11期

4 陈立新,王士川;抗滑桩的弹塑性理论分析[J];工业建筑;1997年07期

5 王士川,陈立新,张进;抗滑桩的弹塑性理论分析(Ⅱ)[J];西安建筑科技大学学报(自然科学版);1997年04期

6 张立舟;皮小强;岂凡;;以三峡库区地质灾害治理典型抗滑桩为例评估弹性抗滑桩安全性[J];路基工程;2013年06期

7 张军,谢珍;抗滑桩设计计算系统的开发研究[J];中南公路工程;2000年02期

8 邹广电,陈生水;抗滑桩工程的整体设计方法及其优化数值模型[J];岩土工程学报;2003年01期

9 余小马;滑坡治理中抗滑桩设计有关问题的探讨[J];城市勘测;2003年01期

10 郑束宁,孙小三,吕庆,尚岳全;优化设计理论在抗滑桩工程中的应用[J];工程地质学报;2003年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 李同录;李萍;;抗滑桩设计计算研究现状与发展方向[A];中国地质学会工程地质专业委员会2007年学术年会暨“生态环境脆弱区工程地质”学术论坛论文集[C];2007年

2 门玉明;李寻昌;张涛;韩冬冬;王海英;;锚索抗滑桩破坏模式探讨[A];2011年全国工程地质学术年会论文集[C];2011年

3 李斌;王舟;罗培聚;陈富强;;抗滑桩设计参数的敏感性分析[A];第15届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅰ册）[C];2006年

4 王雷;赵法锁;王艳婷;;基于最低工程造价锚索抗滑桩锚拉力匹配问题的研究[A];第九届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2006年

5 姚爱军;宿宁;龙利民;;典型土-岩复合边坡抗滑桩内力分析与设计方法[A];2010年全国工程地质学术年会暨“工程地质与海西建设”学术大会论文集[C];2010年

6 谭捍华;;公路抗滑桩的类型及应用[A];第七届全国工程地质大会论文集[C];2004年

7 郑颖人;赵尚毅;梁斌;宋雅坤;雷文杰;;抗滑桩设计新方法——有限元强度折减法[A];第十届中国科协年会论文集（四）[C];2008年

8 吴应祥;刘东升;宋强辉;欧益宏;;基于有限元强度折减法的抗滑桩滑坡推力及抗滑桩内力可靠性分析[A];《岩土力学》vol.34 增刊1 2013[C];2013年

9 李荣海;迟淑萍;;全埋式钢轨抗滑桩在边坡处治工程中的应用[A];第五届全国矿山采选技术进展报告会论文集[C];2006年

10 肖尊群;许彩云;江勇;焦如义;杨天冰;;刚性抗滑桩结构锚固深度的模糊随机可靠性分析[A];《岩土力学》vol.34 增刊1 2013[C];2013年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 刘杰;不同位移模式下挡墙和抗滑桩稳定性上限分析[D];重庆大学;2015年

2 周群华;基于桩土相互作用的抗滑桩改进模式三维数值模拟研究[D];天津大学;2014年

3 申永江;边坡工程中抗滑桩的效果评价与优化设计[D];浙江大学;2009年

4 张晓咏;抗滑桩现场试验及其设计计算方法研究[D];福州大学;2010年

5 肖淑君;锚拉抗滑桩设计计算理论和试验研究[D];湖南大学;2008年

6 李荣建;土坡中抗滑桩抗震加固机理研究[D];清华大学;2008年

7 李长冬;抗滑桩与滑坡体相互作用机理及其优化研究[D];中国地质大学;2009年

8 吴坤铭;边坡及其抗滑桩加固工程可靠性分析方法研究[D];合肥工业大学;2011年

9 王辉;拱形抗滑桩墙结构体系工作性能试验研究[D];长安大学;2011年

10 于洋;双排抗滑桩受力影响因素研究[D];浙江大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 吴新星;边坡抗滑桩受力分析与结构优化[D];三峡大学;2010年

2 李霍;抗滑桩健康诊断指标体系及结构安全评估系统研究[D];成都理工大学;2013年

3 宫大辉;内埋抗滑桩加固高填方边坡作用机理研究[D];中国地质大学(北京);2015年

4 秦晓睿;预应力锚索抗滑桩加固边坡优化设计研究[D];中国地质大学(北京);2015年

5 张震;小河沟2号滑坡治理设计与数值模拟分析[D];长安大学;2015年

6 王龙飞;基于多通道动态测试技术的抗滑桩监测评价系统[D];重庆大学;2015年

7 詹红志;考虑滑床岩体不同地基系数的弹性抗滑桩受力特征研究[D];中国地质大学;2015年

8 江阳;顺层岩质边坡破坏机理及抗滑桩防治技术研究[D];湖北工业大学;2016年

9 王超;府谷县阴塔沟滑坡抗滑桩设计优化研究[D];西安科技大学;2015年

10 孙鹏;欠稳定斜坡上抗滑桩桩前土体稳定与抗力发挥程度的研究[D];西南交通大学;2016年

，

本文编号：603183