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组合板式抗滑结构设计理论及研究应用

施艳秋  
【摘要】:随着我国基础设施建设规模的增大和向山区的延伸,遇到了大量的边坡及滑坡问题。边坡和滑坡治理中应用最广的抗滑桩,采用人工开挖,消耗大量的人力,劳动强度大,并且桩坑开挖存在安全风险,钢筋水泥等材料消耗大;机械成孔的圆形截面桩,虽然降低了人工劳动强度,但因同等截面时其抗弯能力小于矩形截面桩而不经济。所以,在既有支挡加固技术的基础上,研究能机械化施工并节约资源的抗滑支挡结构意义重大。根据地下工程中机械开槽技术的发展,提出组合板式复合抗滑新结构,以弥补现有抗滑支挡结构的不足,从而达到降低劳动强度、加快施工进度和节约材料的目的。本文依托中国中铁股份有限公司《组合板式复合抗滑结构研究》课题,运用理论推导、数值模拟和模型试验对比分析等方法对课题中提出的“门”字型和“工”字型两种结构进行研究,在分析不同地质条件下结构的受力与变形特性、结构设置的主要影响因素、设置条件和比例尺寸等的基础上,提出了新结构的内力计算方法。研究得出的主要结论有:1)“门”字型结构内力计算可以分上下两部分进行,滑面以上采用刚架法,滑面以下采用弹性地基梁法,且必须考虑滑面处结构的变形协调进行计算;2)“门”字型结构前后立板间岩土体性质对力的传递影响明显,根据数值模拟研究得出,结构位于粘性土中的推力传递系数可取0.67,砂砾类土中的推力传递系数可取0.50,微风化岩中的推力传递系数可取0.59;3)粘性土地层立板间距可取3m,砂砾类土地层可取4.5m、微风化地层可取3m;4)“门”字型结构因其柔性较大,立板进入滑面(带)以下的锚固段长度由结构顶部位移和锚固段板外岩土体所受最大压应力控制;5)“工”字型结构选择立板截面宽度与厚度的比值小于5时,截面的影响宽度与矩形截面桩相同,可以采用普通抗滑桩方法计算结构内力;6)“工”字型结构的承载能力和抗变形能力优于“门”字型结构,相同条件下其极限承载力约为“门”字形结构的1.35倍。


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