地震条件下桩板结构受力分析

论文摘要

地震滑坡是一种常见的地震次生灾害形式,以其巨大的致灾力引起人们的广泛关注。我国西南地区区域地质背景复杂,是中国大陆内强震活动频率最高的地区。玉蒙铁路全线位于高烈度地震区(8度),该线大量使用了桩板墙结构,本文结合《高烈度地震区膨胀岩(土)路堑支护结构试验研究》科研项目,对地震力作用下的桩板墙结构进行研究。本文归纳整理了边坡动力问题和桩—土动力相互作用的研究现状,总结了国内外在滑坡推力分布图形方面的一些研究。根据位移变形协调原理,将桩与锚索视为一整体,给出了锚索拉力及桩身内力的计算公式。模型的四周采用自由场边界,底部采用静边界,以应力时程为动荷载的输入方式,模型的阻尼采用局部阻尼,从而确定了FLAC3D的动力计算方法。以玉蒙铁路为工程背景,用FLAC3D程序建立桩板墙的三维模型,从基岩输入地震波,在此基础上对桩及滑坡土体进行动力时程分析,研究地震发生时桩前后土压力大小与桩身变形情况,不同地震力作用下桩前后土压力大小与桩身变形情况,有锚索和无锚索时桩前后土压力大小与桩身变形情况,考虑膨胀土强度折减时桩前后土压力大小与桩身变形情况。通过上述研究得出了地震力作用下桩前后土压力、桩身加速度和桩身变形的一些规律,可为桩板墙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 课题研究的背景、目的及意义
• 1.2 边坡动力问题的研究及进展
• 1.2.1 拟静力法
• 1.2.2 Newmark滑块位移法
• 1.2.3 数值分析法
• 1.3 桩—土动力相互作用研究
• 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 锚索桩的设计与计算
• 2.1 概述
• 2.2 滑坡推力和土体抗力的分布
• 2.3 普通抗滑桩内力计算
• 2.3.1 弹性桩内力计算
• 2.3.2 刚性桩内力计算
• 2.4 预应力锚索抗滑桩的设计计算
• 2.4.1 内力计算的假定条件
• 2.4.2 锚索拉力的确定
• 2.4.3 非锚固段桩身内力
• 2.4.4 锚固段桩身内力计算
• 2.5 本章小结
• 第3章 FLAC3D动力计算方法
• 3.1 有限差分法介绍
• 3.2 基本原理
• 3.3 土的本构模型
• 3.4 动力边界条件
• 3.5 动荷载的输入
• 3.6 阻尼的选择
• 3.7 本章小结
• 第4章 桩板墙地震动力响应数值模拟研究
• 4.1 工程背景
• 4.2 计算模型及参数的选取
• 4.3 静力计算结果分析
• 4.4 动力计算结果分析
• 4.4.1 无锚索时不同地震力作用下桩前、后土压力
• 4.4.2 有锚索时不同地震力作用下桩前、后土压力
• 4.4.3 不同地震力作用下有、无锚索之间的比较
• 4.5 单排桩加固边坡模拟
• 4.6 本章小结
• 第5章 考虑膨胀土强度折减的动力数值分析
• 5.1 膨胀土的工程特性
• 5.1.1 湿胀干缩性
• 5.1.2 多裂隙性
• 5.1.3 超固结性
• 5.1.4 崩解性
• 5.2 静力计算结果分析
• 5.3 动力计算结果分析
• 5.3.1 桩前、后土压力
• 5.3.2 桩身加速度
• 5.3.3 桩身位移
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 1.结论
• 2.展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目