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《重庆交通大学》 2011年
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双排式—小直径钻孔抗滑桩桩土相互作用机理研究与应用

毛晓光  
【摘要】:本文以数值模拟和室内模型试验为研究手段,研究探讨双排式-小直径钻孔抗滑桩桩顶的最佳连接方式、两排桩对滑坡推力的分担比例及影响设计的因素等。并提出了相应的设计计算方法。取得的研究成果如下: (1)建立四种桩顶连接刚度的双排式-小直径抗滑桩有限元模型,比较各工况下桩身的受力特性和桩顶位移,得出:连梁刚度越大,桩顶位移和桩身内力最大值越小。当桩顶连梁刚度足够大时,连梁刚度增大对桩身内力与变形的影响幅度逐渐减小。 (2)设计正交试验,以桩顶位移与桩身内力为指标,对影响双排式-小直径抗滑桩设计的因素:滑坡推力、滑体厚度、滑面坡度、桩径、桩间距及排间距进行主次排序,并选出最优组合。桩径在机械施工允许的范围内越大越好,一般不宜小于1m。桩位应尽量选在滑体较薄且滑面倾角较缓处。 (3)通过单因素分析法,分析各因素的变化对桩身变位与内力的影响:矩形布置时整体刚度较大;梅花型布置时,双排桩对滑坡推力分担更均匀;随着桩径的增大,后排桩分担的滑坡推力越大;桩间距以4d~6d是较优的取值区间,若由于桩径的局限,不能承担滑坡推力时,可适当缩小桩间距;排间距以3d~5d为优。 (4)桩后的土压力可看作桩身承担的滑坡推力,本文对滑坡推力的分担比例进行了量化处理,得到了不同工况下双排桩对滑坡推力分担比例。梅花型布置、滑坡体c和φ值越大、桩径越小、桩间距取4d~6d、排间距取3d~5d时两排桩分担比例趋于等分。 (5)设计制作室内滑坡模型,对两种不同排间距的双排式-小直径抗滑桩模型进行模型实验。对桩顶位移和桩身应变进行了测量。通过应力反算,得出桩身弯矩值。桩顶位移和桩身弯矩的规律与数值模拟结果相符。 (6)双排式-小直径钻孔抗滑桩可假设为弹性桩。通过单桩刚度系数计算双排桩的刚度系数,然后根据双排桩的刚度系数与滑坡推力计算桩顶的变位与转角,再根据单桩的刚度系数与双排桩中的变位与转角计算桩身的内力。 (7)对一个滑坡实例,设计矩形截面悬臂桩和双排式-小直径钻孔抗滑桩两个治理方案,经方案比选后得出:采用双排式小直径钻孔抗滑桩方案,不仅可以承担更大的滑坡推力,在工程造价上可以节省18%左右。在桩孔开挖时既节省人力又提高施工速度,所耗工期仅为人工挖孔的3/5左右。
【学位授予单位】:重庆交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TU473.1

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