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全风化花岗岩边坡桩间土拱效应研究

姚元锋  
【摘要】: 全风化花岗岩边坡在我国南方分布较广,这种边坡“保留或部分继承了原岩的结构面等其它岩体特征且未经二次堆积,稳定特性明显区别于均质土边坡及岩质边坡”,边坡介质多具有较高的摩擦角,在抗滑桩支挡下会形成较明显的土拱效应。 本文通过模型试验、数值模拟及理论分析方法研究该类边坡的土拱效应及其主要影响因素,得出了如下研究成果: (1)通过现场调研,将全风化花岗岩边坡按边坡的结构组合特征分成四种类型,总结了该类边坡破坏方式的几种不同方式。 (2)提出研究土拱效应的常规物理模型试验方法并研制了试验仪器。通过模型试验研究和数值模拟相结合,得出了全风化花岗岩边坡的土拱效应特征及其影响因素。分析了土拱高度与桩间净距、桩宽、土体性质间的关系,认为土拱高度主要与桩间净距和土体内摩擦角有关;桩宽决定了拱体厚度,影响土拱拱体的强度,从而影响土拱效应;粘聚力对土拱高度影响不大,但影响土拱拱体强度,从而影响土拱效应的强弱。 (3)引入勃郎特-维西克(Prandtl-Vesic)地基承载力理论,提出了土拱的形状及土拱高度计算方法。土拱形状可认为是等腰三角形,得出其函数方程,在此基础上进行了全风化花岗岩边坡桩间土拱高度的计算,经与模型试验得出的拱高相比,证明该计算方法是可行的。 (4)依据试验结果指导全风化花岗岩边坡的桩与桩间结构物设计


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