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《中国铁道科学研究院》 2009年
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微型桩结构加固边坡受力机制和设计计算理论研究

孙书伟  
【摘要】:随着我国基础设施建设步伐的加快,公路、铁路、水电、矿山开采等建设过程中都遇到了大量的边坡问题。在各类边坡问题中,病害边坡的雨季抢险及滑坡变形引起的路基面保通等存在工期紧、施工场地受限等特点,采用传统的治理措施抗滑桩、预应力锚索框架等无法满足快速治理和应急抢险的要求,故往往成为治理工程的难点;尤其是“5.12”汶川大地震后,诸多边坡病害需要进行快速治理,使边坡病害的快速治理问题成为焦点问题,故在优化既有边坡加固技术的基础上研究施工快捷、机械化程度高的边坡加固新技术迫在眉睫。 微型桩施工快捷且组合灵活,施工场地小且完全避免了过多的开挖对环境造成的破坏,较适宜于应急抢险工程。自20世纪50年代微型桩技术首次应用以来,尤其是80年代以后,随着钻孔设备的不断改进以及钻孔工艺的提高,微型桩在边坡工程中显示出了较好的应用前景,然而目前关于微型桩加固边坡的受力机制和设计计算理论研究很少且不成熟。基于此,本文在国内外相关研究的基础上,通过现场调查、理论分析、数值模拟、室内试验及现场试验等方法,对微型桩结构加固边坡的受力机制和设计计算理论等进行了系统研究,弥补了国内外相关研究的空白,对滑坡与边坡病害治理技术向轻型化、快速化以及机械化方向的发展起到了推动作用。 (1)本文将微型桩按照注浆工艺的不同进行了分类。此外,系统总结了实践中常用的微型桩结构类型,并研究提出了一种以微型桩和预应力锚索为载体的边坡加固新形式—锚管构架。 (2)基于弹塑性地基系数法中p-y曲线方法并考虑轴向力的影响,推导了微型桩加固边坡时计算内力和变位的有限差分公式。此外,基于梁柱理论,提出了微型桩截面抗弯承载力的确定方法。 (3)通过对微型桩轴向和横向的抗力分析,建立了微型桩结构加固边坡的设计计算新方法。内容主要包括微型桩结构布设位置的选取、设计抗滑力的计算、加固边坡的局部稳定性计算、微型桩的选型、微型桩长的选取、微型桩间距的选取以及顶梁的结构设计方法等。 (4)运用FLAC3D及抗剪强度折减技术对微型桩—边坡体系的稳定性进行了耦合分析。同时,采用FLAC3D对6种微型桩结构的抗滑机理和受力机制,以及微型桩结构中各排微型桩受力的不均匀性进行了数值模拟研究。 (5)通过室内试验,对微型桩结构与普通抗滑桩的抗滑特性进行了对比分析,系统探讨了二者受力机制的差异性以及采用微型桩结构代替普通抗滑桩的可行性。研究表明,微型桩结构与普通抗滑桩的受力机制具有较大的差异性。此外,试验中微型桩结构的承载力略小于普通抗滑桩,故在一定条件下可以代替普通抗滑桩进行边坡加固。 (6)基于青海省省道S101线龙穆尔沟段DH1滑坡治理工程,对框架微型桩结构进行了现场试验研究,并将试验结果与基于p-y分析的理论解进行了对比分析。结果表明,尽管工点滑坡的运动形态较为复杂,但微型桩结构均起到了较好的临时加固作用。实测桩身弯矩与解析解对比分析的结果印证了本文所建立微型桩结构设计计算理论的合理性。 (7)进行了工程应用研究,将研究成果应用于扎哈路、燕官路等沿线的的边坡加固工程中,取得了良好的经济效益和社会效益,可供类似工程借鉴、参考。
【学位授予单位】:中国铁道科学研究院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TU472

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【引证文献】
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1 白晓宇;张明义;刘鹤;;风化岩地基微型抗浮桩承载性能原位试验研究[J];工业建筑;2014年02期
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1 吴红刚;隧道—滑坡体系的变形机理及控制技术研究[D];中国铁道科学研究院;2012年
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1 何云勇;小直径钢管排桩加固边坡的理论分析与试验验证[D];西南交通大学;2012年
2 钱坤;框架式防洪堤抗滑桩内力计算及设计方法研究[D];广西大学;2012年
3 涂文博;边坡微型抗滑桩群空间分析理论研究[D];西南交通大学;2013年
4 李清泉;非开挖式抗滑桩关键技术研究[D];中国铁道科学研究院;2013年
5 张冬冬;某滑坡治理工程中微型桩受力性状的现场测试研究[D];西安建筑科技大学;2013年
【参考文献】
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1 王传甲;浅谈复合挡土结构防治滑坡[J];安徽建筑;1999年04期
2 周常春,邓安福,张明义,干腾君,潘晋;水平荷载下群桩前后土抗力分布的数值分析[J];地下空间;2003年01期
3 黄晓华;公路边坡病害治理的轻型支挡结构[J];重庆交通学院学报;1999年03期
4 孙书伟;朱本珍;郑波;张军伟;;新型锚管构架在边坡加固中的应用[J];工程地质学报;2008年03期
5 夏元友,朱瑞赓;岩质边坡稳定性多人多层次模糊综合评价系统研究[J];工程地质学报;1999年01期
6 徐卫亚,喻和平,谢守益,徐瑞春;清江隔河岩坝基工程岩体质量评价研究[J];工程地质学报;1999年02期
7 章连洋;陈竹昌;;粘性土中P—y曲线的计算新方法[J];港口工程;1991年02期
8 吕凡任,陈云敏,梅英宝;小桩研究现状和展望[J];工业建筑;2003年04期
9 邹越强,李彬;树根桩防治滑坡的研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);1994年01期
10 王惠初;武冬青;田平;;粘土中横向静载桩P-Y曲线的一种新的统一法[J];河海大学学报;1991年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈志坚;层状岩质边坡工程安全监控建模理论及关键技术研究[D];河海大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 张舒羽;水平承载桩静载P-Y曲线研究[D];河海大学;2001年
2 孙书伟;顺层高边坡开挖松动区研究及微型桩加固边坡的内力计算[D];铁道部科学研究院;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗应瑞,詹述全;关于某工程边坡地基稳定性评价及处理[J];四川建筑科学研究;1989年04期
2 王成华,夏绪勇;边坡稳定分析中的临界滑动面搜索方法述评[J];四川建筑科学研究;2002年03期
3 朱明,谢涛;回填式挡土墙失稳机理与可靠性分析[J];四川建筑科学研究;2003年01期
4 卢家森,黄松梅;水平荷载下桩筏基础与地基共同作用分析[J];四川建筑科学研究;2004年02期
5 谢勇谋,谭光杰,胥良;利用人工神经网络由静力触探推算液化指数[J];四川建筑科学研究;2004年02期
6 冯君,吕和林,李安洪;顺层岩质边坡稳定性影响因素分析[J];四川建筑科学研究;2005年04期
7 杨成忠;;基于进化策略的路基稳定性分析[J];四川建筑科学研究;2006年02期
8 许晶菁;陈颖辉;鲁忠军;杨坤华;;加芯搅拌桩单桩竖向承载力的探讨[J];四川建筑科学研究;2006年05期
9 林景华;;基于传递函数法的预制单桩承载性状分析[J];四川建筑科学研究;2006年05期
10 朱瑞;许金余;白二雷;;基于灰色关联分析的神经网络方法在边坡稳定分析中的应用[J];四川建筑科学研究;2008年01期
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1 尚彦军;史永跃;林达明;吴锋波;张巍;;从浅表花岗岩体中地应力测试深度与应力值间关系分析剥蚀厚度[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
2 户巧梅;龚雯;张会明;;空间刚架微型桩体系加固边坡的内力初步探讨[A];2011四川省水文、工程、环境地质学术交流会论文集[C];2011年
3 李明;梁力;刘冬霞;王伟;;珲春紫金矿尾矿坝安全稳定性计算[A];2010年第三届尾矿库安全运行技术高峰论坛论文集[C];2010年
4 陈昌富;袁玲红;龚晓南;;边坡稳定性评价T-S型模糊神经网络模型[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2002年
5 周邠鹏;简政;;水平荷载下单桩的数值计算法[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2003年
6 程展林;吴良平;丁红顺;;粗粒土组构之颗粒运动研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会特邀报告[C];2007年
7 葛修润;;关于边坡与坝基抗滑稳定问题的“矢量和”分析方法[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会特邀报告[C];2007年
8 程展林;吴良平;丁红顺;;粗粒土组构之颗粒运动研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
9 林大超;张瑞红;齐宏伟;张富强;;边坡位移演化的多尺度分析[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
10 张坤勇;殷宗泽;;复杂应力条件下土体各向异性及其建模思路[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
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1 史海莹;双排桩支护结构性状研究[D];浙江大学;2010年
2 徐慧峰;基于弹性波的地下管线水平导向钻随钻探测理论与技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
3 黄光东;基于智能算法的滑坡稳定性建模与分析[D];中国地质大学(北京);2011年
4 王旭宏;大同矿区“三硬”煤层冲击地压发生机理研究[D];太原理工大学;2010年
5 朱超;大瑞铁路罗家村隧道地质环境与工程稳定性研究[D];北京交通大学;2011年
6 郭小红;厦门翔安海底隧道风化槽衬砌结构稳定性研究[D];北京交通大学;2011年
7 孙谋;盾构隧道进出洞土体颗粒渐进破坏模式分析及加固精细化设计研究[D];北京交通大学;2011年
8 李军霞;西藏隆子县滑坡灾害形成机理及非线性预测研究[D];吉林大学;2011年
9 张俊兵;基于波谱单元法的结构动力分析[D];华中科技大学;2011年
10 谭飞;杂交边界点法理论及其在薄板问题中的应用[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王志宽;大直径人工挖孔扩底桩承载力试验研究与工程应用[D];郑州大学;2010年
2 司友深;膨胀岩膨胀特性及抗剪强度参数研究[D];郑州大学;2010年
3 孙志明;土石坝综合防渗系统软件开发设计[D];郑州大学;2010年
4 郑荣军;水泥土桩复合土钉支护结构的数值模拟[D];郑州大学;2010年
5 杨素娟;南水北调工程芳芝段开挖渠道边坡稳定敏感性分析[D];郑州大学;2010年
6 庞文彦;海上风力发电结构性能分析研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 刘北战;降雨入渗条件下新邱区中南公路边坡稳定性分析[D];辽宁工程技术大学;2010年
8 佟利明;井工开采对露天矿边坡稳定性影响的数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 姜连军;大唐国际胜利东二号露天煤矿采场边坡稳定性分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 齐平;后注浆钻孔灌注桩的承载力及沉降研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
【同被引文献】
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1 王庆利;董志峰;高建志;;圆截面钢管混凝土受弯构件试验研究[J];四川建筑科学研究;2007年03期
2 吴怀忠;王汝恒;张桂富;郭文;贾彬;;土与结构接触面的本构关系与数值模拟[J];四川建筑科学研究;2007年05期
3 林鲁生,蒋刚,刘祖德,白世伟;锚索抗滑桩滑坡推力及其分布图式的计算与分析[J];地下空间;2001年S1期
4 周常春,邓安福,张明义,干腾君,潘晋;水平荷载下群桩前后土抗力分布的数值分析[J];地下空间;2003年01期
5 朱苦竹;朱合华;;滑坡与隧道相互作用机理实例分析[J];地下空间与工程学报;2006年05期
6 陈庆中,张弥,朱利平;土坡稳定分析最优控制法[J];北方交通大学学报;2000年01期
7 陈庆中,高正中;土坡稳定滑移线数值分析法[J];北方交通大学学报;1997年04期
8 谭祯;杜广煜;;从Visual Basic 6.0调用MATLAB的实现方法[J];北京广播电视大学学报;2008年04期
9 姜春林;吴顺川;吴承霞;金爱兵;张友葩;;复活古滑坡治理及微型抗滑桩承载机理[J];北京科技大学学报;2007年10期
10 沈其明 ,邓和平;结构设计中的容许应力法和概率极限状态设计法[J];重庆交通学院学报;1985年02期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 王树丰;汶川地震滑坡微型桩防治工程研究[D];长安大学;2010年
2 赵明华;倾斜荷载下基桩的受力研究[D];湖南大学;2001年
3 刘小丽;新型桩锚结构设计计算理论研究[D];西南交通大学;2003年
4 朱宝龙;类软土滑坡工程特性及钢管压力注浆型抗滑挡墙的理论研究[D];西南交通大学;2005年
5 刘静;基于桩土共同作用下的抗滑桩的计算与应用研究[D];中南大学;2007年
6 闫金凯;滑坡微型桩防治技术大型物理模型试验研究[D];长安大学;2010年
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1 韩洁;横向静载群桩效应研究[D];河海大学;2001年
2 周常春;水平荷载下群桩的受力变形特性分析[D];重庆大学;2002年
3 张学明;钻孔灌注桩极限承载力的研究[D];武汉理工大学;2003年
4 薛光桥;基于数值模拟和监测监控的隧道围岩稳定性判定方法的研究[D];武汉理工大学;2005年
5 苏江川;下穿巨型滑坡的公路隧道结构安全性研究[D];西南交通大学;2005年
6 周礼军;浅覆盖层中水平荷载桩P-Y曲线研究[D];河海大学;2006年
7 孙冬梅;水平荷载作用下大直径桩的p-y曲线研究[D];天津大学;2004年
8 廖炜;下穿滑坡修建公路隧道支护结构力学行为研究[D];西南交通大学;2006年
9 廖中原;埋入式抗滑桩实用设计方法研究[D];重庆大学;2006年
10 柯学;大直径灌注型嵌岩桩水平受荷特性分析[D];上海交通大学;2006年
【二级引证文献】
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1 张俊俭;胡涛;;小直径钢管排桩在路基边坡加固施工中的应用[J];山西建筑;2013年18期
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1 刘妮;基于原型桩基的钢管桩压—弯—剪荷载下受力特性的分析研究[D];西南交通大学;2013年
【二级参考文献】
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1 周常春,邓安福,张明义,干腾君,潘晋;水平荷载下群桩前后土抗力分布的数值分析[J];地下空间;2003年01期
2 苏思光,戴嘉芸;Robust估计的算法优化[J];测绘学报;1996年02期
3 欧吉坤;一种三步抗差方案的设计[J];测绘学报;1996年03期
4 杨元喜;自适应抗差最小二乘估计[J];测绘学报;1996年03期
5 张家发;裂隙岩体渗流参数讨论和渗流场有限元计算与分析[J];长江科学院院报;1990年02期
6 冯兴常 ,李小平;葛洲坝工程基岩变形观测成果分析[J];长江科学院院报;1992年03期
7 刘浴沂;隔河岩石牌页岩工程力学特性研究[J];长江科学院院报;1993年04期
8 丁秀丽,徐平,夏熙伦;三峡船闸高边坡岩体开挖卸荷变形及流变分析[J];长江科学院院报;1995年04期
9 夏熙伦,周火明,盛谦,肖国强;三峡工程船闸高边坡岩体松动区及其性状[J];长江科学院院报;1999年04期
10 王惠初 ,鲁子爱;用P-Y曲线计算横向荷载桩的内力[J];重庆交通学院学报;1985年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 刘小丽;新型桩锚结构设计计算理论研究[D];西南交通大学;2003年
2 朱宝龙;类软土滑坡工程特性及钢管压力注浆型抗滑挡墙的理论研究[D];西南交通大学;2005年
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1 谢涛;李子沟特大桥超大群桩基础试验研究[D];西南交通大学;2002年
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1 谢晓华,刘吉福,庞奇思;微型桩在某滑坡处治工程中的应用[J];西部探矿工程;2001年02期
2 郑瑜;;国外微型桩发展概况[J];中国港湾建设;1990年05期
3 刘卫民;赵冬;蔡庆娥;尉学勇;;微型桩挡墙在滑坡治理工程中的应用[J];岩土工程界;2007年02期
4 孙剑平,李安起;膨胀土地基上建筑物的变形特征及加固措施[J];工程勘察;2000年02期
5 姚笑青,何金华;微型桩复合地基试验研究及承载力计算[J];建筑技术;1998年03期
6 荆国玉;;微型桩在节制闸工程中的应用[J];江苏水利;2007年06期
7 史文清,曹佩基,沈泓;静安新城的软土地基处理[J];住宅科技;1998年09期
8 余桂红,李红超;锚索施工过程中微型桩对滑坡的治理[J];中国地质灾害与防治学报;2001年02期
9 王翠英,王家阳,王继伟;基坑工程边坡滑移事故分析及微型桩在加固补强中的应用[J];安全与环境工程;2005年02期
10 陈礼建;微型桩配合土钉支护的实践与思考[J];福建建筑;2000年S1期
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1 户巧梅;龚雯;张会明;;空间刚架微型桩体系加固边坡的内力初步探讨[A];2011四川省水文、工程、环境地质学术交流会论文集[C];2011年
2 丁光文;;微型桩处理滑坡的设计方法[A];湖北省土木建筑学会学术论文集(2000-2001年卷)[C];2002年
3 孙书伟;朱本珍;马惠民;;框架微型桩结构抗滑特性的模型试验研究[A];第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年
4 许珂;;微型桩施工工艺流程及操作方法[A];土木建筑学术文库(第9卷)[C];2008年
5 孙剑平;陈启辉;尹燕池;田文宝;;微型桩在建筑物室内增层改造中的应用[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2000年
6 陈仁朋;龚健;陈云敏;吕凡任;应建国;程光明;;软土地基中微型桩原型试验研究[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集(上册)[C];2003年
7 李白;刘小丽;黄敏;;微型桩在基坑工程中的应用与思考[A];2011年全国工程地质学术年会论文集[C];2011年
8 肖国平;李金霞;孙文涛;刁鲁明;王静娣;;微型桩在高炉改造地基托换中的应用[A];第十三届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2004年
9 王唤龙;周德培;肖维民;;微型桩组合结构合理单元间距的探讨[A];第六届全国土木工程研究生学术论坛论文集[C];2008年
10 姚燕明;周顺华;刘建国;;微型桩基挡土墙稳定性离心模型试验[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集(上册)[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘津陈利;±800kV直流特高压输电线路微型桩基础试验进展顺利[N];科技日报;2007年
2 邓庆城;微型盆景的制作[N];福建科技报;2005年
3 ;在读博士业务精 科研施工双肩挑[N];中国建设报;2006年
4 苏慧;复合土钉墙在软土地基中的应用[N];中华建筑报;2001年
5 本报记者 王志;构筑科学发展绿色通道[N];国家电网报;2009年
6 方东 陈明星;铁四院21项纪录名列中国企业吉尼斯大全[N];中国铁道建筑报;2003年
7 记者 刘丽华 通讯员 王伟 田彦新;略阳凤凰山滑坡应急治理开工[N];陕西日报;2009年
8 ;改善滑带面力学参数巧妙治理滑坡[N];地质勘查导报;2005年
9 本报记者 梁明哲 王文昭;凤凰山的前世今生[N];中国国土资源报;2009年
10 罗志贵;创新铸就鲁班金奖[N];中国企业报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王树丰;汶川地震滑坡微型桩防治工程研究[D];长安大学;2010年
2 王唤龙;微型桩组合抗滑结构受力机理与防腐性研究[D];西南交通大学;2011年
3 闫金凯;滑坡微型桩防治技术大型物理模型试验研究[D];长安大学;2010年
4 孙书伟;微型桩结构加固边坡受力机制和设计计算理论研究[D];中国铁道科学研究院;2009年
5 吕凡任;倾斜荷载作用下斜桩基础工作性状研究[D];浙江大学;2004年
6 冯君;顺层岩质边坡开挖稳定性及其支护措施研究[D];西南交通大学;2005年
7 林希强;基坑复合土钉支护全过程内力及变形研究[D];中国地质大学;2004年
8 何晖;微型桩加固浅层堆积层膨胀土滑坡机理与应用研究[D];西安科技大学;2013年
9 李连祥;冲积地层的开挖与支护设计及工程决策研究[D];山东科技大学;2007年
10 刘静;基于桩土共同作用下的抗滑桩的计算与应用研究[D];中南大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王猛;高烈度区加固路堑边坡的微型桩合理结构型式分析[D];西南交通大学;2011年
2 张冬冬;某滑坡治理工程中微型桩受力性状的现场测试研究[D];西安建筑科技大学;2013年
3 孙宏伟;刚性帽梁微型桩组合结构内力分析[D];西南交通大学;2010年
4 马廷雷;微型桩组合抗滑结构程序化设计[D];西南交通大学;2012年
5 鲜飞;微型桩组合结构模型试验研究[D];西南交通大学;2010年
6 杨静;微型桩加固边坡的动力响应特征及抗震计算方法研究[D];西南交通大学;2012年
7 龚健;软土地基中杆塔微型桩基础的性状研究[D];浙江大学;2004年
8 刘世东;注浆与钢管微型桩组合加固滑坡试验研究[D];西南交通大学;2011年
9 刘东升;微型桩复合土钉墙支护体系应用研究[D];河南工业大学;2010年
10 何益;考虑桩体塑性变形的微型桩—边坡体系稳定分析[D];西南交通大学;2012年
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