微型组合桩结构抗滑机理分析及设计方法

【摘要】： 滑坡地质灾害防治措施中，抗滑桩是常见的工程措施之一。一般，它是通过增大桩身截面积来增加桩的强度和刚度，从而抵抗滑坡推力。大截面抗滑桩在实践中存在很多问题，如：滑坡施工场地往往不便于大型机械设备进场，实践中只好多采用人工挖孔的方式；工程土方量大，施工干扰大，对临滑状态的滑坡抢险不利；施工效率低、成本高、安全性差等等。 采用小直径钻孔施工的微型组合桩结构是一种新型抗滑桩，与大截面桩相比具有许多优点。但是，由于目前还无设计规范，特别是对如何考虑桩和土的共同承载作用尚未有明确认识，所以设计应用中还存在一些理论问题亟待解决。本文主要采用数值分析的方法，结合工程实例对微型组合桩的桩土相互作用机理进行研究分析，期望得出一些可供指导设计计算的思路与方法。 在研究分析中我们得出：微型组合桩在滑坡推力的作用下，桩体受力以压应力为主：压顶梁在发生变形时，会引起应力集中，尤其在右桩与压顶梁连接部位；桩土作用的一般规律是：随着微型组合桩的排距在一定范围内增大，桩的变形相应减小，应力减小幅度不大，但排距超过一定范围，将会使结构失效；随着微型桩的锚固深度的增加，桩顶的位移在减小；桩体应力呈现增大、减小交替规律，变化的差值不大，但当锚固深度增大到一定时，再增加深度对微型组合桩应力、变形影响甚小。 基于微型组合桩的受力、变形分析，微型桩受力以压应力为主，在滑坡治理设计上，引入承受压力的网状结构树根桩的设计方法，将“平20”井滑坡设计参数代入计算，满足强度和稳定性要求。并运用有限元强度折减法对治理后滑坡进行稳定性评价，稳定安全系数为1.22，满足了设计要求。 微型组合桩结构治理滑坡在岩土工程中仍然处于尝试阶段，需要结合物理模拟、现场监测等手段来进一步提高分析结果的可靠度，从而寻找出经济合理的设计方法。 【关键词】：滑坡地质灾害 微型组合桩 抗滑桩 设计方法 边坡治理
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TU473.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 引言8-15
• 1.1 前言8-9
• 1.2 微型桩的研究概况9-12
• 1.3 存在问题12
• 1.4 研究思路及研究内容12-15
• 1.4.1 研究思路13
• 1.4.2 研究内容13
• 1.4.3 技术路线13-15
• 第2章 “平20”滑坡的工程地质条件及滑坡体评价15-24
• 2.1 工程地质条件15-17
• 2.1.1 区域地质概况15
• 2.1.2 地形地貌15
• 2.1.3 岩土构成15-17
• 2.1.4 水文地质条件17
• 2.1.5 岩土体物理力学性质17
• 2.2 滑坡体评价17-19
• 2.2.1 滑坡体范围、规模17
• 2.2.2 滑坡体特征17-19
• 2.2.3 滑坡成因分析19
• 2.3 滑坡稳定性评价及治理措施19-24
• 2.3.1 滑坡稳定性评价19-22
• 2.3.2 滑坡治理措施22-24
• 第3章 微型桩与土的本构关系24-32
• 3.1 土的本构关系概述24
• 3.2 微型桩与土的复合模型24-25
• 3.3 桩、土的弹塑性模型25-27
• 3.3.1 弹塑性增量本构关系25-26
• 3.3.2 屈服准则26-27
• 3.4 弹塑性问题的增量有限元理论27-28
• 3.5 接触分析有限元理论28-31
• 3.6 本章小结31-32
• 第4章 微型桩结构抗滑机理数值分析32-66
• 4.1 基于ANSYS软件的数值分析方法32-40
• 4.1.1 有限元模型建立方法33-39
• 4.1.2 非线性弹塑性问题的解法39
• 4.1.3 有限元分析的步骤39-40
• 4.2 有限元分析模型的建立与求解40-43
• 4.2.1 单元类型及材料属性40-41
• 4.2.2 建立模型41-42
• 4.2.3 网格划分42-43
• 4.2.4 加载求解43
• 4.3 桩土相互作用有限元分析结果43-56
• 4.3.1 滑坡填方体变形、应力及塑性区分布特征43-47
• 4.3.2 桩侧地基土抗力分布47-48
• 4.3.3 桩的变形及内力48-56
• 4.4 桩身参数敏感性分析56-65
• 4.4.1 桩排距的影响56-61
• 4.4.2 桩身锚固深度的影响61-65
• 4.5 本章小结65-66
• 第5章 微型组合桩的设计66-74
• 5.1 设计原则66
• 5.2 设计方法66-70
• 5.3 设计步骤70
• 5.4 实例计算70-72
• 5.4.1 内力计算70-72
• 5.4.2 抗滑稳定性计算72
• 5.5 施工方法72-73
• 5.6 本章小结73-74
• 第6章 微型桩结构加固滑坡的稳定性评价74-82
• 6.1 概述74-75
• 6.2 基本原理75-76
• 6.3 评价模型76-77
• 6.4 自然边坡的有限元稳定分析77-79
• 6.5 加固后滑坡的有限元稳定分析79-81
• 6.6 本章小结81-82
• 第7章 结论及建议82-83
• 7.1 结论82
• 7.2 建议82-83
• 致谢83-84
• 参考文献84-85

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