山区公路滑坡微型桩受力机理及应用研究

发布时间：2017-06-28 10:24

  本文关键词：山区公路滑坡微型桩受力机理及应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：微型桩具有施工快、扰动小、布设位置灵活、工程造价较为适中等优点,适合作为新型支挡结构在山区公路滑坡中推广应用。但研究尚未成熟,缺乏规范规程指导设计施工;为此,本文以山区公路滑坡为载体,通过文献及现场调研、FLAC~(3D)数值模拟试验、室内试验、现场试验对微型桩的计算理论、受力机理及应用进行系统分析,取得主要成果如下:(1)建立了微型桩在山区公路滑坡工程中的系统设计计算方法,借鉴组合结构设计计算方法,加筋材料微型单桩可用等效含钢率法计算其极限承载力;(2)当滑坡推力未达到系统的极限承载力时,靠山侧微型桩总表现为分担较大的滑坡推力,达到极限承载后,微型桩系统总体受力协调;在滑面附近2.0m范围内弯矩、剪力出现最大值点;微型桩嵌固段长度选取应考虑‘拉断和剪断’破坏的优先级;(3)梅花形布置微型桩较矩形布置合理,桩间距宜为1-1.5m,且独立微型群桩形式较为经济、环保;(4)斜桩较优倾角为10°-20°,能够充分地发挥桩间土体的抗滑刚度及自身的稳定性,就土质滑坡而言,抗剪强度的变化对微型桩受力影响有限;(5)选择微型桩应先考虑滑坡加固的安全等级,然后按照坡面形式、滑体厚度及推力大小选择使用;(6)对微型单桩而言,内置碳纤维筋提高承载力约为同比普通钢材的4倍;(7)在土质滑坡中,微型桩表现为弹性变形,受力计算时应考虑弹性桩解法。
【关键词】：公路滑坡 微型桩 FLAC~(3D) 受力机理 碳纤维筋 弹性变形
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U418.55;P642.22
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 研究背景及意义8
• 1.2 国内外微型桩研究现状8-11
• 1.2.1 微型桩的应用及发展8-9
• 1.2.2 公路滑坡微型桩的应用情况9
• 1.2.3 微型桩受力机理研究现状9-10
• 1.2.4 存在的问题与不足10-11
• 1.3 研究内容及方法11-13
• 1.3.1 主要研究内容11-12
• 1.3.2 研究方法及手段12-13
• 1.4 技术路线13
• 1.5 主要工作与研究成果13-15
• 1.5.1 主要工作13-14
• 1.5.2 主要成果14-15
• 第2章 山区公路滑坡15-25
• 2.1 山区公路滑坡定义及分类15-19
• 2.1.1 岩质滑坡15-17
• 2.1.2 土质滑坡17-18
• 2.1.3 岩土混合滑坡18-19
• 2.2 山区公路滑坡分析方法和处治技术19-23
• 2.2.1 稳定性分析方法19-20
• 2.2.2 滑坡推力计算方法20-21
• 2.2.3 处治技术21-23
• 2.3 本章小结23-25
• 第3章 微型桩系统计算理论25-44
• 3.1 概述25-27
• 3.1.1 微型桩的定义及分类25-26
• 3.1.2 微型桩的计算26-27
• 3.2 微型桩设计荷载27-28
• 3.2.1 滑坡推力计算27-28
• 3.2.2 分担荷载28
• 3.3 普通抗滑桩计算法28-34
• 3.3.1 受荷段解法29-30
• 3.3.2 嵌固段解法30-33
• 3.3.3 基于弹性桩m-k法的差分表达33-34
• 3.4 桩土等效计算法34-35
• 3.4.1 桩土等效刚度法34-35
• 3.5 单桩抗拔抗弯承载力计算35-38
• 3.5.1 微型桩抗拔计算35
• 3.5.2 微型桩抗弯承载力计算35-36
• 3.5.3 抗弯承载力验算36-38
• 3.5.4 允许变形量38
• 3.6 桩土数值分析法38-39
• 3.6.1 桩土有限元法38-39
• 3.6.2 桩土有限差分法39
• 3.7 FLAC~(3D)软件介绍39-42
• 3.7.1 基本简介39
• 3.7.2 系统迭代思路39-40
• 3.7.3 Mohr-coulomb本构关系40-42
• 3.7.4 pile和beam结构单元42
• 3.8 本章小结42-44
• 第4章 微型桩的受力机理研究44-71
• 4.1 概述44
• 4.2 桩土模型44-47
• 4.2.1 桩土接触介质模型44-45
• 4.2.2 桩土力学模型45-46
• 4.2.3 连系介质模型46-47
• 4.3 受力分析数值模拟试验47-61
• 4.3.1 受力分析建模47-48
• 4.3.2 桩土介质传力机理模拟48-55
• 4.3.3 桩体连系介质传力机理模拟55-61
• 4.4 群桩效应61-65
• 4.4.1 土拱效应62
• 4.4.2 内力分布62-63
• 4.4.3 桩土介质传力规律63-65
• 4.5 桩锚特性研究65-66
• 4.5.1 桩锚研究模型65
• 4.5.2 嵌固段桩周土体内力分布规律65-66
• 4.6 微型斜桩受力分析66-69
• 4.6.1 微型桩斜桩结构分析66-67
• 4.6.2 空间桩斜桩的数值分析67-69
• 4.7 本章小结69-71
• 第5章 微型桩应用研究71-87
• 5.1 微型桩应用条件71-72
• 5.1.1 滑体厚度及推力71-72
• 5.1.2 滑坡安全等级72
• 5.2 微型桩加固滑坡的形式72-74
• 5.2.1 桩形选择原则72
• 5.2.2 坡面加固方式72-74
• 5.3 微型桩不同材料组合对系统内力贡献74-76
• 5.3.1 钢管与混凝土组合74
• 5.3.2 钢管混凝土与内置材料组合74-75
• 5.3.3 钢管普通钢筋组合75
• 5.3.4 钢管工字钢组合75
• 5.3.5 钢管碳纤维筋组合75-76
• 5.4 微型桩组合系统承载计算76-77
• 5.4.1 连系梁微型桩76
• 5.4.2 承台微型桩76-77
• 5.4.3 小结77
• 5.5 数值分析验证77-78
• 5.5.1 连系梁系统77-78
• 5.5.2 承台系统78
• 5.5.3 小结78
• 5.6 微型桩施工关键技术78-81
• 5.6.1 微型桩施工流程78-79
• 5.6.2 钻孔施工关键技术79-80
• 5.6.3 微型的注浆技术80-81
• 5.7 工程案例解析81-86
• 5.7.1 案例一—微型桩主要加固81-82
• 5.7.2 案例二—锚索微型桩82-85
• 5.7.3 案例三—承台微型桩85-86
• 5.8 本章小结86-87
• 第6章 工程应用87-96
• 6.1 工程概况87-88
• 6.2 物理力学参数88-89
• 6.2.1 滑体土力学参数88
• 6.2.2 滑面力学参数88-89
• 6.3 治理方案89-90
• 6.4 微型桩设计90
• 6.4.1 滑坡推力计算90
• 6.4.2 微型桩内力计算90
• 6.5 监测与反分析90-94
• 6.5.1 监测仪器及方案90-91
• 6.5.2 仪器安装91-92
• 6.5.3 监测数据处理及分析92-94
• 6.6 本章小结94-96
• 第7章 结论与展望96-98
• 7.1 结论96-97
• 7.2 展望97-98
• 致谢98-101
• 参考文献101-104
• 附录104-105

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