雙排樁土拱效應(yīng)及嵌固段受力特性研究.pdf

1、雙排樁作為一種以橫向受荷為主的支擋結(jié)構(gòu)由于其具有抗滑能力強(qiáng)、抗側(cè)移剛度大、結(jié)構(gòu)受力合理、節(jié)約建筑用地、施工便捷等突出優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于滑坡地質(zhì)災(zāi)害防治、邊坡加固工程等領(lǐng)域中。盡管抗滑樁的設(shè)計(jì)理念、計(jì)算理論、施工技術(shù)正不斷得到發(fā)展,但由于巖土性質(zhì)的復(fù)雜性,抗滑樁的設(shè)計(jì)和施工中涌現(xiàn)出一些新的問題,目前,雙排樁土拱效應(yīng)的形成機(jī)理以及其空間表現(xiàn)形式,嵌固段樁身與巖(土)體相互作用等問題仍有待進(jìn)一步深入研究。鑒于此,論文依托“長江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展

2、計(jì)劃:山區(qū)巖土工程(NO:IRT1045)”、國家自然科學(xué)基金“巖土支擋結(jié)構(gòu)健康診斷儀的研制(NO:51027004)”、重慶市百名工程技術(shù)高端人才計(jì)劃項(xiàng)目“懸臂式抗滑樁三維土拱效應(yīng)及其動(dòng)力災(zāi)變研究計(jì)劃(NO:0218002432010)”以及重慶市科技攻關(guān)項(xiàng)目“基于三維土拱效應(yīng)的樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”(CSTC-2010AC0109)。通過現(xiàn)場調(diào)查,室內(nèi)試驗(yàn),數(shù)值模擬、室外試驗(yàn)和理論研究等手段,對(duì)雙排樁土拱效應(yīng)成拱機(jī)理及影響

3、因素和基于Wieghardt地基模型對(duì)嵌固段樁身受力進(jìn)行了深入研究,主要內(nèi)容包括：
　?、旁诂F(xiàn)場調(diào)查和總結(jié)相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了懸臂單排樁室內(nèi)模型試驗(yàn),試驗(yàn)重點(diǎn)研究了懸臂樁樁周土內(nèi)部的應(yīng)力分布特征及樁周土拱效應(yīng)的作用程度、作用范圍,通過改變滑體含水量和懸臂樁樁長的方式研究了其對(duì)土拱效應(yīng)的影響,并指出,隨著含水量的增加,土拱效應(yīng)的影響范圍呈現(xiàn)出先增強(qiáng)后減弱的趨勢,懸臂段樁長越長,起拱效應(yīng)越明顯。
　?、圃趹冶蹎闻艠妒覂?nèi)模型試

4、驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了雙排樁室內(nèi)模型試驗(yàn),按“矩形”和“梅花形”布置,研究了前、后排樁受力分配模式和相應(yīng)的起拱效應(yīng),通過改變前后排樁樁排距的方式,研究樁排距、布樁方式對(duì)前后樁樁周土拱效應(yīng)的變化影響并指出懸臂雙排樁前后土拱效應(yīng)呈現(xiàn)出中下部強(qiáng)、上部弱的表現(xiàn)形式,前排樁與后排樁相比,前排樁樁周土拱效應(yīng)的形成具有一定的滯后性,并對(duì)考慮土拱效應(yīng)的雙排樁設(shè)計(jì)給出了樁排距的建議值。
　?、峭ㄟ^對(duì)埋入式雙排模型樁進(jìn)行試驗(yàn),對(duì)比分析了埋入式雙排樁和

5、懸臂式雙排樁兩種結(jié)構(gòu)形式前、后樁周土的應(yīng)力分布、前后樁內(nèi)力及變形,發(fā)現(xiàn)埋入式雙排樁前排樁樁周土拱效應(yīng)表現(xiàn)較弱,并在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,進(jìn)而分析了懸臂雙排樁前、后樁周土拱的形成及破壞過程,可將其分為局部受壓階段、形成階段、穩(wěn)定發(fā)展階段、拱腳剪切破壞階段四個(gè)階段。
　?、冗\(yùn)用有限元分析程序ABAQUS對(duì)矩形布置和梅花形布置的懸臂雙排樁進(jìn)行了數(shù)值分析,取得了與室內(nèi)試驗(yàn)大致相同的規(guī)律:前排樁與后排樁樁周土拱效應(yīng)均隨土體高度的增加呈先增強(qiáng)后減

6、弱的規(guī)律。并探討雙排樁的樁排距、擋土板剛度,布樁方式,埋置方式,連梁方式對(duì)前后樁樁間土拱效應(yīng)的影響、前后排樁內(nèi)力的影響。
　?、梢雡ieghardt地基模型,通過理論推導(dǎo)建立了基于wieghardt地基模型的懸臂樁嵌固段受力計(jì)算方法。通過普通K法、三角級(jí)數(shù)法及已有嵌固段樁-巖接觸應(yīng)力試驗(yàn)監(jiān)測資料與本文wieghardt地基模型法理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較分析,指出對(duì)于抗滑樁樁身嵌固段嵌入完整或較完整的砂巖地基時(shí),采用wieghardt