论文摘要
滑坡是自然界的一种十分严重的自然灾害,且随着我国西部大开发基础设施的大规模兴建,在工程建设中,遇见的滑坡越来越多,规模越来越大,机理越来越复杂,其治理难度也越来越大。目前整治滑坡的主要手段是抗滑桩和锚索抗滑桩等。虽然,这两种治理结构在工程中得到广泛的应用,但是,其设计计算理论还不够完善,例如抗滑桩间距设计是根据经验或工程类比的方法确定的,没有考虑桩—土相互作用;锚索抗滑桩结构的设计计算理论研究远远滞后于工程实践。本文围绕桩土相互作用和桩锚变形协调两个问题,对抗滑桩和锚索抗滑桩的设计方法进行了较为深入的研究,获得的主要成果如下:(1)通过对太沙基活动门实验的分析,以Chevalier对改进太沙基活动门试验的三个阶段划分和李长冬提出的抗滑桩与滑坡体相互作用过程的模型为基础,提出了新的关于桩后土拱效应和桩间土拱效应的最小桩间距和最大桩间距的力学计算模型。利用两个不同的滑坡实例对桩间距计算模型进行了实例分析,结果表明,不同计算方法对不同参数的滑坡计算出的桩间距差距较大,由于现有的桩间距计算方法还处于探索阶段,为了使其能更好的服务于工程项目,还需要更多的学者对其进行深入的研究和探讨,并接受工程的检验。(2)采用二维数值模拟方法探讨了桩—土之间的土拱效应,分析不同桩间距、不同土体参数等因素对土拱效应的影响。分析结果表明:在下滑力不变的情况下,当桩间距较小或C、φ值较大时,桩背主要承担下滑力作用,此时,主要发挥作用的为桩后土拱;随着桩间距的增大或C、φ值的变小,桩背承受的下滑力逐渐变小,直到成一固定值,桩间土承担的下滑力逐渐增大,此时,桩后土拱已经破坏,发挥主要作用的为桩间土拱。(3)总结研究了现有的五种锚索抗滑桩的计算方法,并指出了每种方法的不足。同时,考虑了锚索与桩的变形协调和锚索入射角,提出了改进的预应力锚索抗滑桩计算新方法。通过实际工程,计算分析了三种典型锚索抗滑桩计算方法下的桩身弯矩,得出当锚索拉力使桩身正负弯矩相等时,锚索抗滑桩桩身受力最优。(4)以“攀枝花机场滑坡”为例,运用上述研究成果,对原锚索抗滑桩方案进行优化,优化后桩身受力优于原锚索抗滑桩。采用原设计方法和本文提出的方法对锚索抗滑桩的桩身进行了配筋计算,结果表明,本文建立的方法设计的抗滑桩的受拉钢筋的工程量得到减少。
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