预应力锚索抗滑桩设计及加固效果研究

发布时间：2017-09-12 11:16

  本文关键词：预应力锚索抗滑桩设计及加固效果研究

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【摘要】：滑坡是一种自然现象,它的发生给人类造成巨大的经济财产损失,甚至带来毁灭性的灾难。近些年来,国内外发生的这一系列滑坡灾害及相应带来的生命财产损失警醒我们应该进一步加强滑坡的研究。因此,抵御滑坡的发生是全世界长期且艰巨的工作之一。本文主要研究了预应力锚索抗滑桩作为常用边坡支挡结构时的设计计算方法,并对失稳边坡的加固效果进行了分析探讨。根据前辈们的研究成果,本文依然将抗滑桩分为非锚固段与锚固段进行其内力变形计算,并结合其设计原则推导出了预应力锚索抗滑桩此种新型结构支护形式在国内常用的设计方法及流程。并总结了本课题的主要研究背景、目的意义以及国内外专家学者在其理论研究、数值模拟、试验研究等方面取得的巨大成就,同时也指出了现阶段存在的一些不足之处。目前,国内外对于此种结构形式的静力响应的理论研究略滞后于工程实践应用,因此,本文论述了预应力锚索抗滑桩结构形式在理论方面的研究进展和工程实用情况,并阐述了本文的研究方法和内容。首先阐明了本论文研究中的一些基本假定,详细叙述了不同滑面形式下滑坡推力计算方法、不同地质条件的选用原则以及滑坡力的分布形式。其次推导出了预应力锚索的变形协调方程,可以计算出每个锚索合理的预应力值,根据计算出的锚索预应力施加值求解出自由段桩身内力,变形协调方程考虑到了锚索与土的共同作用,使得锚索拉力试算更加准确。最后总结了抗滑桩锚固段与非锚固段不同的计算方法及机理,对锚索抗滑桩的构造提出了自己的一些建议。介绍了FLAC3D软件并总结出了 FLAC3D在工程数值模拟中的一些优缺点。针对重庆南川至贵州道真高速公路重庆段TJ5工区(简称南道路TJ5工区)的大型滑坡治理进行了研究,并总结了此次滑坡形成的自然和人为原因,同时提出了针对此次滑坡的工程防治措施。最后通过FLAC3D有限元软件模拟重庆南川至贵州道真高速公路重庆段TJ5工区的大型滑坡的工程情况,计算出了边坡在加固前后的稳定安全系数,模拟出了此大型滑坡在用抗滑桩、预应力锚索抗滑桩结构形式加固时的抗滑桩轴力、弯矩、剪力分布图,并对得出的结果进行了分析比较,定性分析了此大型滑坡在滑坡推力荷载作用下的边坡响应及加固效果,得出了自己的结论。
【关键词】：预应力锚索抗滑桩 滑坡推力 桩身内力 加固 FLAC3D
【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】：U418.55
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 概述11-13
• 1.2.2 理论研究13-14
• 1.2.3 数值模拟14-15
• 1.2.4 试验研究15
• 1.3 本领域尚存在的不足15
• 1.4 研究内容及技术路线15-18
• 1.4.1 研究内容15-16
• 1.4.2 技术路线16-18
• 第二章 滑坡及滑坡推力分析18-28
• 2.1 滑坡的分类18-19
• 2.1.1 岩土层层面关系分类18
• 2.1.2 滑坡始滑部位分类18
• 2.1.3 岩土类型分类18-19
• 2.2 滑坡机理研究19-21
• 2.2.1 内部因素19-20
• 2.2.2 外部因素20-21
• 2.3 滑坡推力计算21-26
• 2.3.1 计算基本假定21-22
• 2.3.2 不同滑面形态滑坡推力计算22-24
• 2.3.3 滑坡推力计算方法选择的原则24
• 2.3.4 传递系数法滑坡推力计算24-26
• 2.4 滑坡推力分布方式26
• 2.5 本章小结26-28
• 第三章 预应力锚索抗滑桩设计计算28-44
• 3.1 锚索的设计计算28-32
• 3.1.1 锚索拉力的设计28
• 3.1.2 锚索的倾角设计28
• 3.1.3 锚索自由段长度的确定28-30
• 3.1.4 锚索拉筋的设计30
• 3.1.5 锚索锚固体的设计30-32
• 3.2 基于协调变形时预应力锚索的设计计算32-34
• 3.3 抗滑桩锚固段内力设计计算34-41
• 3.3.1 地基系数的确定34-37
• 3.3.2 抗滑桩的刚度37
• 3.3.3 刚性抗滑桩的内力及变形计算37-38
• 3.3.4 弹性抗滑桩的内力及变形计算38-41
• 3.4 抗滑桩非锚固段内力设计计算41-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第四章 预应力锚索抗滑桩工程实例有限元分析44-78
• 4.1 南道路TJ5工区大型滑坡工程概述44-51
• 4.1.1 水文地质条件45
• 4.1.2 地形地貌及地层岩性45-46
• 4.1.3 地质构造46-47
• 4.1.4 崩坡积体特征47-48
• 4.1.5 滑体土及滑带土特征48-50
• 4.1.6 滑坡形成原因50-51
• 4.2 南道路TJ5工区大型滑坡推力计算51-54
• 4.2.1 设计参数51-52
• 4.2.2 滑坡推力的计算52-54
• 4.3 南道路TJ5工区大型滑坡加固方案54-55
• 4.4 南道路TJ5工区大型滑坡抗滑桩加固有限元分析55-73
• 4.4.1 有限元方法介绍55-56
• 4.4.2 有限元模型概述56-57
• 4.4.3 计算模型及参数57-59
• 4.4.4 边坡临界失稳判据59
• 4.4.5 坡面监测点布置位置59-60
• 4.4.6 工况对比分析60-61
• 4.4.7 不同工况下监测点位移61-67
• 4.4.8 塑性区分布情况对比67-68
• 4.4.9 支护结构的内力情况分析68-73
• 4.5 锚索抗滑桩的参数设计建议73-74
• 4.6 施工控制74-76
• 4.7 本章小结76-78
• 第五章 结论与展望78-80
• 5.1 结论78-79
• 5.2 展望79-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-84
• 在学期间发表的论文和取得的学术成果84

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本文编号：836891