元墩滑坡微型桩加固系统动力特性研究

发布时间：2020-10-19 20:07

　　 针对滑坡灾害日益频发,财产损失和人员伤亡越来越严重,滑坡的治理和加固措施的研究开始广受关注。微型桩作为一种新型的滑坡加固方法,现阶段应用虽然较少,但其具有众多优点,微型桩有较好应用前景。深入研究微型桩在外力作用下的变形和内力规律对微型桩优化设计有重要意义,根据以往设计实例,微型桩的设计均基于静力计算来确定桩身强度,此方法计算结果较粗略。但在观察实际工程所处的地质环境不难发现,外力大部分为动荷载,尤其是一般滑坡均处在易发生地震的山区,而地震荷载引起的材料变形一般为非线性的中等变形或大变形,因此,利用有限差分软件研究地震动荷载下滑坡微型桩加固体系的受力和变形对后期微型桩抗震设计提供一定的理论依据。??地震作用下动力分析,其发展前后经历了三个阶段:静力阶段、反应谱阶段和动力分析阶段。本文采用元墩滑坡实例作为模型基于FLAC3D进行动力计算和研究,求得此滑坡微型桩加固系统在动荷载条件下的桩身弯矩、桩轴力、桩剪力和桩顶位移.往届师兄曾论证此滑坡在静力加载情况下桩身受力和桩身位移,结论证明与实测数据误差不大,所以本文的动力加载后的监测数据有研究意义。??本文在动力分析理论基础上,对滑坡工程地质条件进行分析,根据工程实际总结了引起滑坡失稳的因素,后利用条分法对滑坡稳定性和滑坡推力进行计算,介绍了微型桩设计流程,并验证了本滑坡实例微型桩加固后安全系数符合规范。基于以上研究和往届师兄此滑坡模型的验证,本文釆用FLAC3D有限差分软件对滑坡模型进行计算分析,由于此软件前处理功能薄弱,为了较好模拟工程实例,本文在滑坡几何模型建立和将限差分网格划分阶段釆用Auto CAD导入ANSYS的方法,网格划分完毕后通过对接程序导入FLAC3D,添加微型桩单元进行加载计算,为明确比较不同方向连系梁组成的不同微型桩加固系统的受力和变形,本文将模拟实验分为横纵向连梁连接的微型桩结构和仅有横向连梁接的微桩轴力和桩剪力的变化曲线并分别作了分析,并通过桩顶XYZ向位移、桩身弯矩、桩轴力和桩剪力的变化曲线的变化规律联合微型桩施工提出自己对微型桩抗震设计的意见。通过本文对不同模型分组建模研究,明确了此滑坡微型桩加固系统模型在动荷载作用下的受力和变形特征,相比静力作用下微型桩加固系统的受力和形变有了进一步研究,可为微型桩加固系统抗震优化提供依据,有一定的工程应用价值,也为后期研究地震作用下,相同连梁条件改变微型桩桩间距和排间距的加固系统的受力和变形提供研究思路。
【学位单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P642.22
【部分图文】：

1 绪 论平向加载，加载方式为加速度加载。计算完毕后对监测点记录的数据文档整理选取数据进行作图，并对比分析两种不同微型桩系统桩顶 XYZ 方向的位移变化图、微型桩桩身弯矩变化曲线、微型桩桩轴力和桩剪力变化规律。（4）根据计算结果对监测数据提取并作图对比分析根据不同连梁方式的微型桩结构在地震荷载下的内力图，通过作图分析对比有无连梁的条件下微型桩桩顶位移以及桩身内力，由于地震荷载加载方向为水平向加载，所以通过数值模拟分析两类微型桩体系桩顶 XYZ 向位移变化可以得到，在汶川波作用下无纵向连梁的微型桩体系顶部位移明显，设置了纵向连梁的微型桩结构桩顶Ｘ向位移明显减小，其次是 Z 向桩顶位移明显减小，这也表明横向地震荷载和竖向地震荷载相互作用明显。从监测点提取的数据可以看出微型桩桩身内力变化，本文对比研究了微型桩桩顶 XYZ向位移变化、桩身弯矩、桩轴力、桩剪力。微型桩桩身弯矩由桩顶到桩脚变化曲线为 S型；两类微型桩体系桩轴力桩顶到桩脚均为一端受拉一端受压的分布形式；桩剪力呈现“倒K”型分布。

图 2.1 土颗粒间应力状态载下，土体会发生形变以及孔隙水压力的变化，在地震作用下，土颗粒在生滚动或者滑动，此时土颗粒之间在相对滑动时会产生粒间的摩擦力，粒消一部分地震荷载引起的形变或者强度的降低，此种性质成为吸收地震能收到外力作用后会根据外力大小不同进入三个不同状态，当外力作用很小生小变形，且此变形能恢复，即此时处于弹性阶段；当外力开始慢慢增大能恢复，一部分还可以恢复，即此时在弹塑性阶段；最后随着外力的累积破坏越来越严重，直至进入塑性阶段乃至破坏阶段。由于岩土体在外力作是由于剪切作用引起的，所以根据剪切应变的大小将岩土体状态作如下划

图 2.1 土颗粒间应力状态载下，土体会发生形变以及孔隙水压力的变化，在地震作用下，土颗生滚动或者滑动，此时土颗粒之间在相对滑动时会产生粒间的摩擦力消一部分地震荷载引起的形变或者强度的降低，此种性质成为吸收地收到外力作用后会根据外力大小不同进入三个不同状态，当外力作用生小变形，且此变形能恢复，即此时处于弹性阶段；当外力开始慢慢能恢复，一部分还可以恢复，即此时在弹塑性阶段；最后随着外力的破坏越来越严重，直至进入塑性阶段乃至破坏阶段。由于岩土体在外是由于剪切作用引起的，所以根据剪切应变的大小将岩土体状态作如
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本文编号：2847668