微桩-土耦合式抗滑桩计算方法研究

摘要

在铁道、公路等土木工程的滑坡治理中，广泛地采用抗滑桩，实践证明这种支挡结构效果良好，但是现有的抗滑桩结构都有一个最大的缺点就是没有充分发挥岩土体自身的强度。 鉴于上述原因，本文提出了一种新型的抗滑桩结构形式—微桩.土耦合式抗滑桩。进而对耦合式抗滑桩的单个小桩桩间距进行分析，并对其影响因素进行了分析，接着探讨了耦合式抗滑桩的布置形式，并对耦合式抗滑桩的抗弯刚度、锚固深度进行了探讨； 然后给出了耦合式抗滑桩结构的力学计算公式，并且推出了适合于耦合式抗滑桩的桩间距计算公式，通过一个工程实例对桩间距进行验算，结果是符合实际的。并且编制了 MATLAB 程序，对不同锚固深度下，计算出桩身内力，通过对比分析，得到了最经济合理的锚固深度。 最后利用岩土工程三维数值计算软件FLAC<'3D>建立了三维模型并进行了数值计算：通过对未用承台加固和用承台加固的耦合桩的最大位移、单个耦合式抗滑桩和其等截面单桩支护滑坡以及两根耦合式抗滑桩和两根矩形桩(2×3m)支护滑坡的对比分析，评价耦合式抗滑桩的安全性以及经济适用性，得出了一些有益的结论，可以供实用工程进行参考。

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硕士学位论文任务书

第一章绪论

1.1引言

1.2国内外抗滑桩的研究现状

1.2.1抗滑桩的发展

1.2.2抗滑桩的设计计算研究现状

1.3抗滑桩的类型

1.3.1单排桩

1.3.2椅式桩墙、门形、h形刚排架桩

1.3.3微型桩群加锚索

1.3.4预应力锚索(杆)桩

1.4目前研究中存在的问题

1.5本文的主要工作

第二章耦合式抗滑桩的结构形式

2.1耦合式抗滑桩的提出：

2.1.1耦合式抗滑桩的结构形式

2.1.2耦合式抗滑桩的适用条件

2.2耦合式抗滑桩微型桩间距的确定

2.2.1滑坡推力的传递机理—土拱效应分析

2.2.2考虑土拱效应的桩间距计算方法

2.3耦合式抗滑桩微桩的布置形式

2.3.1耦合式抗滑桩倾斜方向两桩的桩间距

2.3.2耦合式抗滑桩布置形式的选择

2.4耦合式抗滑桩的抗弯刚度

2.4.1抗弯刚度与桩数的关系

2.4.2抗弯刚度与桩径的关系

2.5耦合式抗滑桩的锚固深度

2.6小结

第三章耦合式抗滑桩结构计算

3.1抗滑桩设计要求

3.2普通抗滑桩受力分析

3.2.1滑坡推力

3.2.2土压力

3.3普通抗滑桩计算模型

3.3.1普通抗滑桩的力学模型

3.3.2普通抗滑桩间距的探讨

3.3.3普通抗滑桩计算方法

3.3.4刚性桩与弹性桩的判别

3.3.5桩底支承条件

3.4耦合式抗滑桩受力计算

3.4.1外力计算

3.4.2耦合式抗滑桩桩身自由段内力和位移计算

3.4.3按刚性桩锚固段内力和位移计算

3.4.4按弹性桩锚固段内力和位移计算

3.4.5耦合式抗滑桩桩侧应力验算与桩身结构计算

3.5耦合式抗滑桩桩间距的研究

3.5.1计算假定

3.5.2计算模型

3.5.3土拱受力分析

3.5.4控制条件

3.5.5工程实例

3.5.6锚固段桩侧应力强度条件校核

3.6耦合式抗滑桩锚固深度的研究

3.7小结

第四章耦合式抗滑桩防治滑坡效果的数值模拟

4.1 FLAC3D理论背景

4.1.1三维显式有限差分模型

4.1.2 FLAC3D中包含本构模型

4.2耦合式抗滑桩的三维模型建立

4.3计算结果及分析

4.3.1用承台加固的耦合桩与未加固的耦合桩对比分析

4.3.2单个耦合桩支护滑坡与未支护滑坡以及等截面桩支护滑坡对比分析

4.3.3两根耦合桩与2×3 m的矩形桩对比分析

4.4 小结

第五章总结

5.1主要结论及成果

5.2展望

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文