基于有限单元法的预应力锚索抗滑桩优越性分析

论文摘要

滑坡是指斜坡上的岩（土）体,受地下水作用、河流冲刷、地震及人工切坡等因素影响,由于重力的作用,某一软弱面上抗剪强度不足以抵抗该面上的剪应力,沿着该软弱面,整体地或者部分地顺坡向下滑动的自然现象。滑坡被称为全球三大地质灾害（地震、洪水、崩塌滑坡泥石流）之一,严重影响了国家财产和人民的生命安全。随着国家加大西部开发的力度,以及工程技术的发展,预应力锚索抗滑桩越来越多地被应用在滑坡治理工程中来。工程实例证明,作为一种新型支挡结构,预应力锚索抗滑桩能明显改善结构体的受力状况,适应更多复杂边坡对安全稳定性的需要。但是,预应力锚索抗滑桩在设计方面还存在诸多不成熟的地方。本文结合有限元计算软件对预应力锚索抗滑桩的受力进行分析,进而提出预应力锚索抗滑桩的优化设计方案。本文先对滑坡的成因和分类、滑坡下滑力计算进行总结与分析,然后对预应力锚索抗滑桩建立模型,进而对锚索及桩身的内力计算进行详细地分析。由于本论文依赖有限元计算软件,因此对有限元方法及软件简单介绍,说明有限元计算方法的相对合理性。最后结合兰成渝输油管道K0572+120滑坡治理工程,运用有限元软件,按照预应力锚索抗滑桩进行重新设计。比较两次工程设计,得出预应力锚索抗滑桩的优越性。再运用不同的工程参数（桩锚固深度,锚索排数,锚索拉力、桩截面尺寸）,使预应力锚索抗滑桩工程得到优化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究意义及现状
• 1.1.1 研究意义
• 1.1.2 研究现状
• 1.2 研究思路及目的
• 1.3 课题可行性
• 1.4 课题的创新性
• 第二章 滑坡综述
• 2.1 滑坡分类
• 2.1.1 按滑面与岩土层层面关系分类
• 2.1.2 按滑坡始滑部位分类
• 2.1.3 按岩土类型分类
• 2.2 滑坡的成因
• 2.3 滑坡推力计算
• 2.3.1 土质斜坡稳定性分析
• 2.3.2 岩质斜坡稳定性分析
• 第三章 预应力锚索抗滑桩
• 3.1 预应力锚索加固机理
• 3.2 抗滑桩桩土间相互作用机制分析
• 3.3 预应力锚索抗滑桩设计思路及假定
• 3.4 预应力锚索抗滑桩力学模型
• 3.5 预应力锚索抗滑桩计算
• 3.5.1 锚索拉力计算
• 3.5.2 桩身内力及位移计算
• 3.5.3 锚索应力计算
• 3.6 小结
• 第四章 有限元方法及相关软件介绍
• 4.1 锚索抗滑桩有限元模型中各结构的数值模拟
• 4.1.1 锚索抗滑桩结构的数值模拟
• 4.1.2 屈服准则
• 4.2 有限元结构单元分析
• 4.2.1 三节点三角形单元
• 4.2.2 杆单元
• 4.3 PLAXIS软件简介
• 第五章 工程实例分析计算
• 5.1 工程概况
• 5.1.1 滑坡分类
• 5.1.2 滑坡体概况
• 5.1.3 滑动带的确定
• 5.1.4 影响滑坡的因素
• 5.1.5 力学指标的确定
• 5.1.6 滑坡稳定性分析
• 5.1.7 滑坡推力计算
• 5.1.8 抗滑桩设计成果
• 5.2 预应力锚索抗滑桩优越性分析
• 5.2.1 普通式抗滑桩建模
• 5.2.2 预应力锚索抗滑桩模型
• 5.2.3 两种模型的分析总结
• 5.3 预应力锚索抗滑桩的优化
• 5.3.1 锚索排数的优化
• 5.3.2 桩锚固长度的优化
• 5.3.3 抗滑桩桩截面尺寸的优化
• 5.3.4 锚索拉力优化
• 5.3.5 各优化方案结论汇总
• 5.4 工程材料费分析
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献