微型桩抗滑组合结构受力分析 ——基于低承台桩基理论的改进方法

论文摘要

目前,国内对于微型桩在边坡工程中的应用研究较少,虽然在实际应用中已经有不少工程实例,而且取得了很好的效果和经济效益,但是理论研究十分匮乏。本论文结合四川省交通厅科技项目“广元到巴中高速公路某工点微型抗滑桩的实验项目”及国土资源部重点科研项目“滑坡防治工程技术示范与指南编制”,对微型抗滑组合结构的变形特性和受力机理进行研究。(1)简单介绍了微型桩的发展历程和国内外的研究现状,阐述了微型桩的布置形式；介绍了低承台群桩基础及其计算理论；结合低承台群桩基础与微型桩抗滑组合结构之间的异同,提出了后者的计算理论。(2)建立了水平荷载作用下基于m法和K法的弹性地基梁挠曲微分方程,并采用麦克劳林级数公式求解了弹性地基梁的挠曲微分方程。介绍了低承台群桩基础的受力分析及滑坡推力的主要计算方法,指出低承台群桩基础计算理论用于微型桩组合结构内力计算时需要改进的地方。(3)以低承台群桩基础结构计算理论为基础,详细给出了不同荷载和不同边界条件下微型桩抗滑组合结构内力计算理论,并通过实际工程对计算理论加以验证。(4)通过室内相似模型试验和数值模拟方法,研究了微型桩组合结构在加固边坡工程中的抗滑作用效果及微型桩组合结构在滑坡推力作用下的位移变化规律和顶板变形规律。通过研究微型桩桩体的内力分布规律,对比试验数据及数值模拟结果,进一步验证了计算理论的可行性和科学性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景与依据
• 1.2 微型桩的应用发展历程
• 1.3 低承台群桩基础和微型桩组合结构之比较
• 1.3.1 低承台群桩基础简介
• 1.3.2 低承台群桩基础与微型桩抗滑组合结构的异同点
• 1.3.3 低承台群桩基础计算分析方法
• 1.4 本文的研究内容和方法
• 第2章 低承台群桩基础的受力分析
• 2.1 概述
• 2.1.1 刚性桩与弹性桩的判别
• 2.1.2 水平弹性抗力系数及其比例系数的相关说明
• 2.2 水平荷载下单桩的变位和内力计算
• 2.2.1 计算假定
• 2.2.2 基于m法的弹性地基梁挠曲微分方程的建立
• 2.2.3 基于K法的弹性地基梁挠曲微分方程的建立
• 2.2.4 m法的弹性地基梁挠曲微分方程求解
• 2.2.5 K法的弹性地基梁挠曲微分方程求解
• 2.2.6 不同水平荷载下单桩内力及变位计算公式
• 2.3 低承台群桩基础的受力分析
• 2.3.1 计算假定
• 2.3.2 承台底面受力分析
• 2.4 用于微型桩抗滑组合结构时内力计算时需要改进的地方
• 2.5 微型桩抗滑组合结构所受荷载的计算方法
• 2.6 本章小结
• 第3章 微型桩抗滑组合结构基于低承台桩基理论的改进计算方法
• 3.1 概述
• 3.1.1 基本分析思路
• 3.1.2 计算假定
• 3.2 微型桩的变位和内力的计算
• 3.2.1 计算模型
• 3.2.2 均布荷载q作用下图3-3中AC桩的内力计算
• 3.2.3 三角形分布荷载△q作用下图3-3中AC桩的内力计算
• 3.2.4 图3-2c中荷载P及桩身轴力的计算方法
• 3.2.5 基于低承台群桩基础计算理论的改进方法（结合章节2.4中建立的计算模型进行改进计算）
• 3.2.6 集中荷载作用下图3-4中A'C'桩的内力计算
• 3.3 微型桩抗滑组合结构在不同桩底边界条件下的内力分析
• 3.3.1 均布荷载作用下微型桩组合结构内力计算
• 3.3.2 三角形分布荷载作用下微型桩组合结构内力计算
• 3.3.3 数据分析
• 3.4 微型桩抗滑组合结构在不同地基抗力系数下的内力分析
• 3.4.1 不同的地基系数对微型桩抗滑组合结构各根桩内力影响分析
• 3.4.2 数据分析
• 3.5 微型桩锚固长度计算
• 3.5.1 微型桩组合结构中各根单桩的轴力计算
• 3.5.2 根据桩体轴力计算单桩锚固长度
• 3.5.3 结合位移零点确定桩体锚固段长度
• 3.6 工程实例
• 3.6.1 工程概况
• 3.6.2 设计参数
• 3.6.3 微型桩组合结构内力计算
• 3.7 本章小结
• 第4章 微型桩抗滑组合结构的模型试验研究
• 4.1 微型桩抗滑组合结构位移变形规律定性试验研究
• 4.1.1 试验目的
• 4.1.2 试验模型
• 4.1.3 配土试验
• 4.1.4 模型制作及试验方法
• 4.1.5 试验结果与分析
• 4.2 微型桩抗滑组合结构模型试验总说明
• 4.2.1 试验目的
• 4.2.2 试验模型及试验设备简介
• 4.2.3 试验测试项目
• 4.2.4 试验加载模式
• 4.3 微型桩模型试验结果及分析
• 4.3.1 模型试验中1-1断面各微型桩弯矩试验结果
• 4.3.2 模型试验中1-1断面土压力试验结果
• 4.3.3 模型试验1-1断面数据分析
• 4.4 微型桩模型试验按低承台桩基理论计算分析
• 4.4.1 计算参数确定
• 4.4.2 低承台桩基理论计算结果
• 4.5 微型桩模型试验数值计算分析
• 4.5.1 参数选取
• 4.5.2 有限元计算模型
• 4.5.3 加载情况
• 4.5.4 微型桩模型试验数值模拟结果
• 4.6 微型桩模型试验结果、理论计算结果和数值模拟结果对比分析
• 4.6.1 弯矩对比分析
• 4.6.2 轴力对比分析
• 4.7 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间参与的科研工作