抗滑桩振动台模型试验数值模拟

论文摘要

抗滑桩作为一种有效的支挡结构,一直以来在滑坡治理工程中都被广泛应用,但是其设计计算方法有待进一步研究,通过振动台试验能够得到一些数据,但受试验时间与条件的限制,有时试验数据并不能完全反应实际情况。本文结合《玉(溪)蒙(自)铁路膨胀岩(土)深路堑支挡结构受力模式及计算方法研究》科研项目,采用数值分析软件FLAC3D对振动台试验模型进行数值模拟,通过计算对比试验数据与数值计算数据,并对实际模型进行数值模拟,通过改变双排桩的排间距(即改变上排桩设桩位置)及滑体形状进行对比分析。在查阅大量国内外相关资料和文献的基础上,本文首先归纳整理了抗滑桩的研究现状,总结了抗滑桩结构的理论研究概况以及计算方法,并对其在实际工程应用中存在的不足与问题进行了一些简单的分析。其次,以玉蒙铁路某工点处双排桩板墙为参考研究对象,通过振动台试验模型的数值模拟,以研究分析不同结构形式(单排桩板结构、双排桩板结构)在不同加载状态下(静力、0.1gx、0.2gx、0.3gxz、0.4gxz)的桩身受力、桩顶位移变化情况,比较数值模拟计算结果与试验测试结果。最后,通过对实际模型的数值模拟计算,通过改变双排桩的排间距,改变滑体形状,分析不同排间距下,不同滑体形状下,不同结构形式在不同加载状态下(静力、O.1g、0.2g、0.3g、0.4g)的桩身受力与桩顶位移的变化情况,以得到不同参数下,上下排桩对滑坡推力的分担比情况。通过上述研究,得出振动台模型试验测试结果与数值模拟计算结果的差距,并总结存在差异的原因。另外对于双排桩板结构,通过改变双排桩排间距及滑体形状,得出不同情况下桩体受力情况,可为抗滑桩的抗震设计提供一些参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文研究的背景、目的及意义
• 1.2 振动台模型试验简介
• 1.3 抗滑桩的研究现状
• 1.3.1 抗滑桩的分类情况
• 1.3.2 国内外理论研究现状
• 1.3.3 抗滑桩板结构的发展概况
• 1.4 本文研究内容与技术路线
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 技术路线
• 第2章 抗滑桩设计理论与计算方法
• 2.1 概述
• 2.2 抗滑桩的设计原则与设计荷载
• 2.2.1 设置原则
• 2.2.2 滑坡推力计算
• 2.2.3 桩前反力计算
• 2.3 抗滑桩板式挡土墙的设计计算
• 2.3.1 布置原则
• 2.3.2 计算方法
• 2.3.3 挡土板设计计算
• 2.4 有限元分析方法
• 2.4.1 概述
• 2.4.2 FLAC3D基本计算原理
• 2.4.3 模型建立
• 2.4.4 动力分析
• 第3章 振动台模型试验
• 3.1 振动台试验概述
• 3.2 试验研究背景
• 3.3 试验方案
• 3.3.1 模型设计
• 3.3.2 试验加载方式
• 3.3.3 试验过程
• 第4章 振动台模型的数值模拟
• 4.1 计算模型的建立
• 4.2 计算参数选取
• 4.3 计算结果分析
• 4.3.1 单排桩板结构模型
• 4.3.2 双排桩板结构模型
• 4.4 小结
• 第5章 抗滑桩板墙不同参数的对比分析
• 5.1 计算模型的建立
• 5.2 双排桩排间距影响分析
• 5.2.1 静力条件下计算结果对比分析
• 5.2.2 动力条件下计算结果对比分析
• 5.2.3 桩顶位移对比分析
• 5.3 滑体形状影响分析
• 5.3.1 静力条件下计算结果对比分析
• 5.3.2 动力条件下计算结果对比分析
• 5.3.3 桩顶位移对比分析
• 5.4 小结
• 5.4.1 双排桩不同排间距计算结果
• 5.4.2 不同滑体形状计算结果
• 结论和展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间参与的科研项目