鄭州粉土內(nèi)抗滑樁樁間土拱及合理樁間距研究.pdf

1、隨著城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市邊坡治理難度不斷升級(jí)，抗滑樁由于出色的抗滑性能，越來(lái)越多的用于邊坡治理中。在抗滑樁設(shè)計(jì)工作中樁間距的取值非常重要，合理樁間距的取值就在于要形成樁間土拱，利用樁間土拱將滑坡推力傳遞到抗滑樁穩(wěn)定受荷段,從而發(fā)揮抗滑樁的抗滑性能。由于樁間距取值與土體參數(shù)直接相關(guān)，有很大的地區(qū)差異性，很多地區(qū)由于沒(méi)有系統(tǒng)的研究結(jié)果作為依據(jù)，在樁間距取值時(shí)會(huì)過(guò)于保守，不能兼顧工程安全性與經(jīng)濟(jì)性。對(duì)粉土地區(qū)抗滑樁樁間土拱作用規(guī)律及合

2、理樁間距取值并沒(méi)有針對(duì)性研究，河南鄭州地區(qū)大部分都為粉土土質(zhì)，在粉土地區(qū)研究樁間土拱形成規(guī)律及合理樁間距取值非常有必要。本文以此為背景，從三方面研究粉土內(nèi)抗滑樁樁間土拱形成規(guī)律，采用鄭州黃河公路大橋中游段粉土，分組進(jìn)行室內(nèi)模型實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析樁間土拱的成拱規(guī)律和粉土內(nèi)合理樁間距與樁寬比值；采用離散元法進(jìn)行PFC二維數(shù)值模擬，與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比總結(jié)；進(jìn)一步研究合理樁間距范圍及成拱規(guī)律；根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果中拱腳形成位置選擇

3、粉土內(nèi)土拱受力模型，在前人理論研究的基礎(chǔ)上對(duì)樁間距推導(dǎo)公式進(jìn)行修正，通過(guò)工程實(shí)例對(duì)比，選擇適合粉土的樁間土拱模型及樁間距推導(dǎo)公式。主要內(nèi)容包括4個(gè)方面。
　　1.選取鄭州黃河公路大橋中游段粉土，建立縮小比例的室內(nèi)樁土模型，進(jìn)行不同樁間距（2倍樁寬、3倍樁寬、4倍樁寬、5倍樁寬）和滑坡推力（0.6KPa、0.9KPa、1.2KPa、1.5KPa、1.8KPa）的分組實(shí)驗(yàn)，研究不同滑坡推力和樁間距對(duì)樁間土拱形成及破壞的影響，通過(guò)觀察樁

4、間土體破壞現(xiàn)象、記錄各組樁頂位移值、監(jiān)測(cè)樁后樁身不同深度的應(yīng)力及彎矩分布，得到樁間距、滑坡推力對(duì)土拱形成及破壞的影響規(guī)律，并初步得到粉土內(nèi)合理樁間距與樁寬比例關(guān)系，及合理樁間距條件下土拱承載力與其余組別比值。
　　2.數(shù)值模擬尺寸選擇以實(shí)驗(yàn)尺寸為依據(jù)，采用PFC離散元法對(duì)樁土平面進(jìn)行數(shù)值模擬，利用軟件自身優(yōu)勢(shì)，通過(guò)對(duì)加載過(guò)程中樁間土拱的形成、破壞進(jìn)行微觀觀察及標(biāo)定土拱形成及破壞過(guò)程中土體顆粒位移范圍，得到樁間土體的應(yīng)力分布、土體移

5、動(dòng)趨勢(shì)、土體顆粒位移范圍，根據(jù)模擬結(jié)果得到粉土內(nèi)樁間土拱形成及破壞規(guī)律，將PFC模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，確定粉土內(nèi)合理樁間距取值范圍、合理樁間距條件下樁間土拱承載力、土拱形成過(guò)程中樁間土體位移與樁寬比值，并根據(jù)細(xì)觀模擬結(jié)果得到粉土內(nèi)拱腳形成位置為樁后，根據(jù)本文研究結(jié)果確定粉土內(nèi)土拱受力模型為直接型。
　　3.用粉土土體參數(shù)來(lái)重新定義拋物線形拱軸線表達(dá)式，研究粉土土體參數(shù)對(duì)拱軸線表達(dá)式的影響程度，并得到合理樁間距條件下土拱拱