基于模型试验的支护条件下堆积边坡桥梁基桩受力特性的初步研究

发布时间：2017-07-14 06:09

  本文关键词：基于模型试验的支护条件下堆积边坡桥梁基桩受力特性的初步研究

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【摘要】：本文对堆积边坡岩土体横向荷载作用对桥梁基桩的受力与变形的问题展开研究,以九寨沟典型边坡为基础,对九寨沟堆积边坡上的桥墩基础的数值模拟分析、室内试验的研究,以及对横向荷载对单桩和群桩的影响分析,得到了以下几点比较重要的认识和结论：(1)采用FLAC3D有限差分软件,建立相关数值模型对不同工况进行模拟分析,,无论边坡上是否存在支挡结构,在滑动面附近不论抗滑桩和桥梁基础都会存在剪力和弯矩峰值点,分布形式也大致相同；由于承台的存在,桥梁基桩的弯矩在桩身会出现正负弯矩,而抗滑桩桩身弯矩只有正弯矩,承台的作用会增加桩身的水平抵抗力。(2)通过相似定理,对室内模型进行了相似比设计,在试验中通过测试一系列的试验数据,分析得到了滑坡推力,桩前土抗力及桩身弯矩的分布规律。堆积边坡中,滑动面以上桩受到的滑坡推力和桩前土抗力的分布形式都是抛物线形式,滑动面以下的桩前土抗力的分布形式一般为倒三角形分布,桩身滑面附近弯矩集中,弯矩会出现峰值点,随着荷载的增加,桩身出现塑性铰破坏,这和数值分析的结果吻合。(3)通过对试验实测数据的处理分析,确立了水平荷载作用下单桩P-Y曲线经验公式。然后从群桩的受力特点与破坏机理出发,分析了群桩桩距与桩数、桩入土深度及桩顶约束对群桩P-Y曲线的影响,通过对单桩的P-Y曲线和群桩后桩的P-Y曲线的对比,我们得到了群桩后桩的土反力的折减系数R经验公式。
【关键词】：边坡 桥梁基桩 横向荷载 FLAC3D 室内模型 P-Y曲线
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U443.15
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 研究背景10
• 1.2 国内外研究现状10-19
• 1.2.1 边坡稳定性研究方法10-14
• 1.2.2 滑坡桥梁基桩受力分析研究现状14-19
• 1.3 论文的研究目的及主要工作19-21
• 第2章 边坡上基桩的数值分析21-31
• 2.1 边坡上基桩模型的建立21-22
• 2.2 不同因素对边坡上横向荷载对桩的受力特性的影响22-30
• 2.2.1 桩长的影响22-23
• 2.2.2 桩距的影响23-26
• 2.2.3 桩数的影响26-27
• 2.2.4 后排桩刚度的影响27-28
• 2.2.5 承台的影响28-29
• 2.2.6 支挡对群桩的影响29-30
• 2.3 小结30-31
• 第3章 滑坡岩堆与桥梁墩台相互影响的数值分析31-42
• 3.1 FLAC 3D简介31-32
• 3.2 边坡上基桩的数值分析思路32-33
• 3.3 典型工点介绍及数值模拟计算33-34
• 3.4 数值模拟结果及分析34-40
• 3.4.1 工况一：边坡上只存在桥梁基桩34-36
• 3.4.2 工况二：边坡上存在桥梁基桩和后抗滑桩36-38
• 3.4.3 工况三边坡上存在桥梁基桩和前后抗滑桩38-40
• 3.5 小结40-42
• 第4章 室内模型试验及试验模型相似比设计42-56
• 4.1 相似理论及相似比设计42-44
• 4.1.1 第一相似定理(正定理)42
• 4.1.2 第二相似定理(π定理)42
• 4.1.3 第三相似定理(逆定理)42-43
• 4.1.4 本模型试验相似规律设计43-44
• 4.2 室内模型试验44-49
• 4.3 试验数据整理49-54
• 4.3.1 后桩土压力分布规律49-50
• 4.3.2 桥梁基桩桩身土压力分布规律50-51
• 4.3.3 前桩桩身土压力分布51-52
• 4.3.4 桩身弯矩分布规律52-54
• 4.4 本章小结54-56
• 第5章 滑坡岩堆体上桥墩基础受力及变形设计方法56-68
• 5.1 土抗力P和桩身位移Y56-60
• 5.2 单桩P-Y曲线经验公式60-64
• 5.2.1 极限水平土抗力60-61
• 5.2.2 Y_(50)的取值61-62
• 5.2.3 P-Y曲线经验公式62-64
• 5.3 群桩的工作性状64-65
• 5.4 群桩群桩中后桩的土反力的折减系数R经验公式65-67
• 5.5 小结67-68
• 结论与展望68-70
• 致谢70-71
• 攻读硕士期间参与科研实践项目附录71-72
• 参考文献72-75

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