抗滑桩支护结构中桩后土拱效应研究与应用

摘要

目前大多数的抗滑桩设计与计算是通过单桩的受力分析而推广到排桩的，未考虑土拱效应对滑体的阻挡作用，其设计方案偏于安全，造成了很大的浪费。造成这种现象的原因主要是对抗滑桩桩后土拱效应的产生机理尚未完全弄清楚。为此，本文，围绕抗滑桩桩后土拱效应产生的机理和土拱效应的影响因素等问题，开张了比较深入的研究。 本文的主要工作内容包括一下几点： (1)对红茶楼滑坡稳定性分析，提出滑坡支护方案。 (2)桩后土拱效应的二维数值分析与探讨，分析不同桩截面、不同桩间距、不同土体参数等因素对桩后土拱效应的影响程度等问题。 (3)结合抗滑桩设计的解析法和红茶楼滑坡的实际情况，给出模拟红茶楼滑坡加抗滑桩后的三维模拟方案，进行抗滑桩与周围岩土体相互作用的三维数值模拟分析与探讨，分析桩与周围岩土体受力特性，桩和周围岩土体的变形与应力变化趋势，群桩共同作用下土拱效应等问题。分析结果表明：抗滑桩的支挡作用，土拱效应是主要作用机理；不同滑体深度的土拱效应表现形式不同，不同推力下的土拱效应表现形式也不同；粘聚力高的滑体，有利于提高抗滑桩的加固效果，当粘聚力超过20kPa以后，提高幅度减小；较高的滑体内摩擦角有利于提高抗滑桩的加固效果，当内摩擦角超过30°时，影响减小；桩距增加会造成最大位移和桩土相对位移的增大，增加到一定程度会造成桩间土挤出量过大，从而使得抗滑桩支挡失效。 (4)结合三维模拟结果设置滑坡治理方案和抗滑桩结构设计，并对滑坡治理效果进行监测，由监测资料分析抗滑桩的变形特点及滑坡体的总体变形趋势。 (5)对设计结果、数值模拟结果和监测数据三者对比分析，验证抗滑桩设计中参考考虑土拱效应对滑体的阻挡作用时的j维数值模拟结果的可行性。

目录

文摘

英文文摘

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第1章前言

1.1引言

1.2国内外研究历史及现状

1.2.1抗滑桩的研究现状

1.2.2桩与岩土体相互作用的受力研究

1.2.3桩间土体土拱效应研究

1.3论文研究内容、研究思路

1.3.1论文内容

1.3.2论文研究思路

第2章滑坡的基本特征及稳定性分析

2.1地质条件概况

2.1.1自然地质概况

2.1.2地层岩性

2.1.3地质构造

2.1.4水文地质条件

2.2滑坡的基本特征

2.2.1滑坡的形态及规模特征

2.2.2滑坡的结构特征

2.2.3滑坡的变形特征

2.3滑坡稳定性及滑坡推力评价

2.3.1滑坡稳定性评价

2.3.2滑坡剩余下滑推力计算

第3章抗滑桩桩后土拱效应问题

3.1土拱形成机理及土拱内力分析

3.1.1土拱效应的形成机制

3.1.2土拱的分类及拱形的确定

3.1.3土拱受力分析

3.1.5土拱的破坏形式

3.2抗滑桩桩间土拱效应的几点讨论

第4章抗滑桩支护结构中桩土相互作用数值分析

4.1桩土相互作用的数值分析方法

4.1.1数值分析软件简介

4.1.2数值模型建立方法

4.2数值模型的建立与求解

4.2.1主要物理力学参数取值

4.2.2计算模型

4.2.3二维模型的基本假定

4.3土拱效应的二维数值分析

4.3.1滑坡推力大小对土体成拱的影响分析

4.3.2桩间距对土拱效应的影响

4.3.3桩截面尺寸的影响

4.3.4桩周土体强度参数敏感性分析

4.4桩土相互作用的三维数值模拟分析

4.4.1三维计算模型及边界条件

4.4.2岩土体物理力学参数及初始应力场

4.4.3变形分析

4.4.4应力分析

4.4.5群桩共同作用下不同深度的桩后土拱效应分析

4.5本章小结

第5章土拱效应在工程中的应用分析

5.1滑坡支护设计方案

5.1.1支护措施

5.1.2考虑土拱效应对滑体的阻挡作用时的抗滑桩治理方案

5.1.3抗滑桩常规设计时桩截面尺寸

5.2滑坡治理后监测结果分析

5.3设计结果、数值模拟结果和监测数据三者对比分析

第6章结论与建议

致谢

参考文献