雙排樁土拱效應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構由于其具有抗滑能力強、抗側移剛度大、結構受力合理、節(jié)約建筑用地、施工便捷等突出優(yōu)點被廣泛應用于滑坡地質(zhì)災害防治、邊坡加固工程等領域中。盡管抗滑樁的設計理念、計算理論、施工技術正不斷得到發(fā)展,但由于巖土性質(zhì)的復雜性,抗滑樁的設計和施工中涌現(xiàn)出一些新的問題,目前,雙排樁土拱效應的形成機理以及其空間表現(xiàn)形式,嵌固段樁身與巖(土)體相互作用等問題仍有待進一步深入研究。鑒于此,論文依托“長江學者和創(chuàng)新團隊發(fā)展

2、計劃:山區(qū)巖土工程(NO:IRT1045)”、國家自然科學基金“巖土支擋結構健康診斷儀的研制(NO:51027004)”、重慶市百名工程技術高端人才計劃項目“懸臂式抗滑樁三維土拱效應及其動力災變研究計劃(NO:0218002432010)”以及重慶市科技攻關項目“基于三維土拱效應的樁錨支護結構關鍵技術研究與應用”(CSTC-2010AC0109)。通過現(xiàn)場調(diào)查,室內(nèi)試驗,數(shù)值模擬、室外試驗和理論研究等手段,對雙排樁土拱效應成拱機理及影響

3、因素和基于Wieghardt地基模型對嵌固段樁身受力進行了深入研究,主要內(nèi)容包括：
　?、旁诂F(xiàn)場調(diào)查和總結相關文獻的基礎上,設計了懸臂單排樁室內(nèi)模型試驗,試驗重點研究了懸臂樁樁周土內(nèi)部的應力分布特征及樁周土拱效應的作用程度、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土拱效應的影響,并指出,隨著含水量的增加,土拱效應的影響范圍呈現(xiàn)出先增強后減弱的趨勢,懸臂段樁長越長,起拱效應越明顯。
　　⑵在懸臂單排樁室內(nèi)模型試

4、驗研究的基礎上,設計了雙排樁室內(nèi)模型試驗,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的起拱效應,通過改變前后排樁樁排距的方式,研究樁排距、布樁方式對前后樁樁周土拱效應的變化影響并指出懸臂雙排樁前后土拱效應呈現(xiàn)出中下部強、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的形成具有一定的滯后性,并對考慮土拱效應的雙排樁設計給出了樁排距的建議值。
　?、峭ㄟ^對埋入式雙排模型樁進行試驗,對比分析了埋入式雙排樁和

5、懸臂式雙排樁兩種結構形式前、后樁周土的應力分布、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表現(xiàn)較弱,并在試驗研究的基礎上,進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階段。
　?、冗\用有限元分析程序ABAQUS對矩形布置和梅花形布置的懸臂雙排樁進行了數(shù)值分析,取得了與室內(nèi)試驗大致相同的規(guī)律:前排樁與后排樁樁周土拱效應均隨土體高度的增加呈先增強后減

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,連梁方式對前后樁樁間土拱效應的影響、前后排樁內(nèi)力的影響。
　?、梢雡ieghardt地基模型,通過理論推導建立了基于wieghardt地基模型的懸臂樁嵌固段受力計算方法。通過普通K法、三角級數(shù)法及已有嵌固段樁-巖接觸應力試驗監(jiān)測資料與本文wieghardt地基模型法理論計算結果進行比較分析,指出對于抗滑樁樁身嵌固段嵌入完整或較完整的砂巖地基時,采用wieghardt