新型支挡结构“折板桩挡土墙”及其设计计算方法

摘要

针对无放坡条件的高填方边坡，传统桩板墙支护结构体系具有支挡力大、对环境破坏小、施工技术成熟等特点。就目前边坡工程来说，桩板墙支挡结构体系已经成为解决高、大、疑难边坡问题的主要支护体系。虽然桩板墙体系已经成为比较成熟的支护结构体系，但是同样有很多问题有待于解决，首当其冲的就是成本高。
　　论文针对“无放坡空间、无锚拉条件”的地质情况，分析了桩板墙、斜锚索预应力锚拉桩、门架式双排桩等传统支护结构所存在的不足，提出新型的支挡结构—折板桩挡土墙。针对提出的折板桩挡土墙，论文进行了以下几个方面的研究：
　　①构建了折板桩挡土墙支护体系，其由上部传统挡土墙、中部折板结构和下部桩基础三部分组成。通过拉开前后桩柱间距使折板结构形成一刚度极大的组合梁体系，将传统抗滑桩受弯承载模式转换为受拉压承载模式。通过设置上部传统挡土墙和将下部桩基前桩设为斜桩来降低结构后桩柱中内应力。
　　②建立了折板桩挡土墙的计算模型，其横截面设计按照悬臂梁模型进行，纵截面设计按照连续梁模型进行。
　　③折板是否会发生屈曲失稳破坏直接关系到折板结构能否以组合梁的形式发挥承载作用，本文根据小挠度弹性薄板理论采用能量变分法推导出了折板屈曲失稳的临界屈曲荷载，并用大型有限元分析软件Ansys验证理论推导的正确性。
　　④本文从理论及有限元两方面对结构内应力进行了分析，验证了结构各部分的结构效应，并初步提出了一套工程设计方法。
　　另外，最后本文通过工程算例对比分析了折板桩挡墙的经济性，为该新型支挡结构的工程设计和后续学术研究提供参考。

目录

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目录

1 绪 论

1.1引言

1.2 问题的提出

1.3研究主要内容与技术路线

1.4研究意义

1.5本章小结

2 国内外的相关研究现状

2.1引言

2.2折板结构

2.3存在的问题与本课题的关系

2.4本章小结

3 折板桩挡土墙结构体系的构建

3.1引言

3.2折板桩挡土墙体系

3.3折板桩挡土墙体系的构建

3.4折板桩挡土墙原理介绍

3.5折板桩挡土墙的优点

3.6本章小结

4 折板桩挡墙折板结构内力分析及设计方法初探

4.1 引言

4.2 折板结构横向截面内力分析

4.3 折板结构纵向截面内力分析

4.4 折板结构折板屈曲分析

4.5 折板结构横截面设计

4.6 折板结构纵截面设计

4.7 基础设计

4.8 本章小结

5 基于Ansys的折板桩挡墙结构研究

5.1 引言

5.2 Ansys程序介绍

5.3有限单元法基本原理

5.4有限单元法计算基本步骤

5.5 折板桩挡墙模型建立

5.6 折板桩挡墙有限元分析

5.7本章小结

6 工程算例及经济性对比

6.1引言

6.2工程概况

6.3折板桩挡墙用于边坡治治理案例

6.4本章小结

7 设计方法总结

8 结论与展望

8.1主要结论

8.2后续研究工作展望

致谢

参考文献