开挖条件下嵌固段岩体劣化对抗滑桩—层状岩体相互作用影响研究

发布时间：2017-09-03 14:13

  本文关键词：开挖条件下嵌固段岩体劣化对抗滑桩—层状岩体相互作用影响研究

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【摘要】：目前嵌固段岩体的稳定与足够的桩体自身强度是保证抗滑桩阻滑有效的两个前提。但桩前大开挖条件下,嵌固段层状岩体能否保证抗滑桩作用有效与滑坡稳定的研究尚属空白。本文主要是对桩前层状岩体开挖时,桩与层状岩体相互作用机理展开研究。以某滑坡为例,在分析桩前层状岩体工程地质条件基础上,通过室内及现场试验获取岩土体的静力学参数；结合弹性地基梁计算方法(“M”法或“C”法)下的抗滑桩桩身的内力和变形计算理论,开展模型试验,分析了层状岩体在不同岩层厚度、不同倾向及岩体不同强度情况下,嵌固段岩体与抗滑桩之间的相互作用机理及破坏模式。再结合合适的地质-数值-力学模型,进一步揭示了开挖条件下,抗滑桩与层状岩层之间的相互作用关系。全文研究成果如下：(1)结合弹性地基梁计算方法(“M”法或“C”法)下的抗滑桩桩身的内力和变形计算理论,基于此,分析了桩-岩体相互作用下,层状岩体的受力分析及破坏模式。(2)根据某滑坡原型中的主要物理力学参数采取严格的相似进行室内模型试验方法。采用单一变量法研究层状岩体在不同岩层厚度、不同倾向及岩体不同强度情况下,嵌固段层状岩体与抗滑桩的变形规律及两者之间的的相互作用力的分布规律。结论如下：1)任何情况中,桩前岩体监测点的位移值随荷载的增大而增大,且由上至下位移值依次减小。桩后底部监测点的位移值随着情况不同其值变化有不同,但值都随荷载的增大而增大2)每种情况下的破坏模式都不相同。但有共同的特点,抗滑桩在力的作用下,向前移动,造成桩后岩体产生裂缝,从而发生断裂。3)压力曲线的降低,都说明岩体内部发生了破坏。降低值越大,破坏就越明显。降低的频率越大(即波动频率),说明监测点区域的岩体破坏越剧烈。(3)根据某滑坡原型中的主要物理力学参数采用数值分析的方法。采用单一变量法研究层状岩体在不同岩层厚度、不同倾向情况下,嵌固段层状岩体与抗滑桩的变形规律及两者之间的相互作用力的分布规律。结论如下：1)软弱带的影响,随着软弱带的增多,各种条件下为位移值有所增大,同样破坏越明显。2)破坏模式的研究。对于水平岩层,随着厚度的减小,破坏逐渐发展至桩底。对于顺向倾角为450岩层,主要是垂直方向破坏为主,水平方向次之。岩层以向左下方滑动为主。随着岩层厚度的减小,位移值逐渐增大,说明破坏更剧烈,模型也越来越不稳定。对于逆向倾角为450岩层,基本上属于整体下滑,而内部破坏较小。其主要原因是岩层在自重应力下就向下发生滑动的趋势。桩的抗滑作用不明显。随着岩层厚度的减小,位移值逐渐增大,说明破坏更剧烈,模型也越来越不稳定。以上述成果为基础,获得了嵌固段层状岩体劣化对抗滑桩-层状岩体相互作用的影响,为开挖条件下为层状岩层的基岩的此类滑坡工程设计及施工提供科学依据。
【关键词】：嵌固段岩体劣化 层状岩层 作用机理 模型试验 数值模拟
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU473.1
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 研究目的及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状分析10-12
• 1.2.1 悬臂桩与嵌固段岩体相互作用研究10-12
• 1.2.2 悬臂桩嵌固段岩体变形破坏模式研究12
• 1.3 主要研究内容和方法12-14
• 1.3.1 研究内容12-13
• 1.3.2 研究方法及路线13-14
• 第2章 嵌固段层状岩体下抗滑桩设计理论与岩体变形破坏模式研究14-30
• 2.1 引言14
• 2.2 悬臂式抗滑桩内力计算14-20
• 2.2.1 基本假定14-15
• 2.2.2 地基系数的确定15-16
• 2.2.3 抗滑桩底部约束条件16
• 2.2.4 嵌岩悬臂抗滑桩桩身内力和变形计算16-20
• 2.3 嵌固段岩体的受力分析及其破坏模式20-24
• 2.3.1 内力分析20-22
• 2.3.2 破坏模式22-24
• 2.4 工程实例分析24-29
• 2.4.1 滑坡概况24-25
• 2.4.2 滑坡的演化形成机制分析25-26
• 2.4.3 软硬层状岩体条件下抗滑桩设计26-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 抗滑桩与层状岩体相互作用模型试验构建30-42
• 3.1 模型试验相似比的判据30-32
• 3.1.1 模型试验相似原理30
• 3.1.2 参量选择30-31
• 3.1.3 参量分析31
• 3.1.4 π方程的建立及相似判据的导出31-32
• 3.2 模型试验设计32-36
• 3.3 试验模型的制作36-42
• 第4章 水平层状岩体强度劣化下桩-岩体相互作用模型试验研究42-62
• 4.1 高等强度层状岩体试验过程及分析42-49
• 4.2 中等强度层状岩体试验过程及分析49-56
• 4.3 低等强度层状岩体试验过程及分析56-60
• 4.4 水平层状岩体强度劣化对桩-岩体相互作用影响对比分析60-62
• 第5章 水平层状岩体厚度劣化下桩-岩体相互作用模型试验研究62-83
• 5.1 单层厚为10CM的水平岩层试验过程及分析62-69
• 5.2 单层厚为5CM的水平岩层试验过程及分析69-75
• 5.3 单层厚为3.3CM的水平岩层试验过程及分析75-82
• 5.4 水平层状岩体厚度劣化对桩-岩体相互作用影响对比分析82-83
• 第6章 顺向倾角为45°层状岩体厚度劣化下桩-岩体相互作用模型试验研究83-101
• 6.1 单层厚为10CM的顺向倾角为45°岩层试验过程及分析83-89
• 6.2 单层厚为5CM的顺向倾角为45°岩层试验过程及分析89-94
• 6.3 单层厚为3.3CM的顺向倾角为45°岩层试验过程及分析94-99
• 6.4 顺向倾角为45°层状岩体厚度劣化对桩-岩体相互作用影响对比分析99-101
• 第7章 逆向倾角为45°层状岩体厚度劣化下桩-岩体相互作用模型试验研究101-118
• 7.1 单层厚为10CM的逆向倾角为45°岩层试验过程及分析101-106
• 7.2 单层厚为5CM的逆向倾角为45°岩层试验过程及分析106-111
• 7.3 单层厚为3.3CM的逆向倾角为45°岩层试验过程及分析111-116
• 7.4 逆向倾角为45°层状岩体厚度劣化对桩-岩体相互作用影响对比分析116-118
• 第8章 锚固深度桩-岩体相互作用模型试验研究118-130
• 8.1 锚固深度为10CM的抗滑桩试验过程及分析118-121
• 8.2 锚固深度为20CM的抗滑桩试验过程及分析121-125
• 8.3 锚固深度为30CM的抗滑桩试验过程及分析125-128
• 8.4 不同锚固深度对桩-岩体相互作用影响对比分析128-130
• 第9章 嵌固段层状岩体劣化对桩-岩相互作用机理数值模拟研究130-165
• 9.1 引言130
• 9.2 有限元模型的建立130-132
• 9.3 不同厚度的水平岩层对桩-岩体相互作用机理数值模拟结果分析132-142
• 9.3.1 单层厚为2.9m的水平岩层数值模拟结果分析132-135
• 9.3.2 单层厚为1.4m的水平岩层数值模拟结果分析135-138
• 9.3.3 单层厚为0.9m的水平岩层数值模拟结果分析138-141
• 9.3.4 不同厚度水平岩层对比分析141-142
• 9.4 不同厚度的顺向倾角为45°岩层数值模拟结果分析142-152
• 9.4.1 单层厚为2.9m的顺向倾角为45°岩层数值模拟结果分析142-145
• 9.4.2 单层厚为1.4m的顺向倾角为45°岩层数值模拟结果分析145-148
• 9.4.3 单层厚为0.9m的顺向倾角为45°岩层数值模拟结果分析148-151
• 9.4.4 不同厚度顺向倾角为45°岩层对比分析151-152
• 9.5 不同厚度的逆向倾角为45°岩层数值模拟结果分析152-163
• 9.5.1 单层厚为2.9m的顺向倾角为45°岩层数值模拟结果分析152-156
• 9.5.2 单层厚为1.4m的顺向倾角为45°岩层数值模拟结果分析156-159
• 9.5.3 单层厚为0.9m的顺向倾角为45°岩层数值模拟结果分析159-162
• 9.5.4 不同厚度逆向倾角为45°岩层对比分析162-163
• 9.6 本章小结163-165
• 第10章 结论和展望165-167
• 10.1 结论165-166
• 10.2 展望166-167
• 致谢167-168
• 参考文献168-172
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果172

【参考文献】

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本文编号：785463