收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

拱形抗滑桩墙结构体系工作性能试验研究

王辉  
【摘要】:针对传统抗滑治理结构受力不合理、变形较大的问题,本文将抗滑桩布置成拱形,桩顶设置一定刚度的帽梁,抗滑桩悬臂段受到滑体推力作用,桩头和嵌固段分别受到帽梁和滑床的约束,桩、帽梁和滑床共同形成半刚性的空间抗滑结构,称之为拱形抗滑桩墙结构体系。在滑坡推力逐渐增大的过程中,拱形抗滑桩墙结构内力的变化和调整以及由此引起的变形和破坏受到滑体、滑床和抗滑结构本身的共同影响。 本文以采用矢跨比为1:10的拱形抗滑桩墙结构进行治理的某黄土滑坡为原型,通过几何相似比为1:20的大型物理模型试验和数值试验,研究拱形抗滑桩墙结构体系的工作性能,即其受力特征、荷载传递模式、变形破坏规律等,为滑坡治理的理论研究和工程优化实践提供基础资料。本文所做的工作及主要成果有: 1.针对传统抗滑结构受力和控制变形方面的不足,结合滑坡形成与作用为三维应力场的事实和空间抗滑结构的研究成果,系统阐述了拱形抗滑桩墙结构体系的基本思想。 2.以陕北某黄土滑坡为原型,从桩土间应力协调的基本要求出发,推导了满足几何相似比为1:20的模型试验相似关系,定义了配筋系数的概念,解决了原型结构和模型结构等效配筋的问题。 3.研制了满足相似关系的模型混凝土和模型钢筋,通过模型单桩的抗弯试验,研究了模型材料的工作性能。试验结果表明,模型单桩和原型桩具有大致相同的受弯变形破坏特征,且任意截面受拉钢筋的应变与其对应的弯矩存在确定的映射关系,为由钢筋应变反求截面弯矩提供了依据。 4.设计和实施了1:20的大型物理模型试验,对桩身土压力、受拉钢筋应变和桩头位移进行了量测和分析。结果表明滑坡推力呈现出明显的中部大两翼小的空间特征,拱形抗滑桩墙结构体系可以将中部较大的滑坡推力有效地传递到两翼受力较小的桩体上,使其“联合作战”,减小了中部桩体首先破坏,然后相邻桩体渐次破坏的可能性。但这种结构未能改变传统抗滑结构破坏的基本模式,当拱形抗滑桩墙结构体系达到极限荷载时,各单桩仍为受弯破坏。 5.进行了拱形抗滑桩墙结构体系、传统抗滑结构、锚碇拱形抗滑桩墙结构体系和拉杆拱形抗滑桩墙结构体系的数值试验。与传统抗滑结构相比,拱形抗滑桩墙结构体系各桩受力和变形不均衡的状况明显改善,桩头位移量减少约60%,体系总控制弯矩降低约6%。体系两端的1“桩和11#桩扩大为锚碇后,与之相邻的2“桩和10#桩弯矩明显降低,但受力最大的6#桩弯矩变化不大,从而使得2#桩和10#桩的受弯和变形与6#桩差距加大。在1“桩和11“桩之间增设拉杆后,限制了帽梁x方向的位移,增强了其对各桩受力和变形不协调的约束能力,滑床土更多的参与进抗滑体系,体系内各桩的控制弯矩分布更加合理,抗滑体系总控制弯矩相对于传统抗滑结构降低约10%~12%,桩头位移量减少约70%。 6.提出结构稳健的概念,定义结构对参数随机性的适应和调整能力为结构的稳健性,并采用结构稳健度Ds作为其数值量度。拉杆拱形抗滑结构和拱形抗滑结构可以更好的适应和调整滑坡在各桩间不均衡的推力,因而具有更高的结构稳健度,而传统抗滑结构的结构稳健度较低。满足同一滑坡5%结构失效概率的治理目标时,拉杆拱形抗滑结构、拱形抗滑结构和传统抗滑结构的安全系数分别应为1.72、1.32和1.23。由于工程造价和结构安全系数的正相关关系,拉杆拱形抗滑结构和拱形抗滑结构相对于传统抗滑结构工程造价分别降低29%和24%。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘惠明;;两种不同长度单排抗滑桩对比模型试验研究[J];路基工程;1990年05期
2 丁玉琴,覃仁辉;滑坡治理与抗滑桩设计[J];贵州工业大学学报(自然科学版);2005年03期
3 刘新荣;梁宁慧;瞿万波;孙辉;陈晓江;;基于遗传算法的抗滑桩优化设计[J];中国地质灾害与防治学报;2006年04期
4 黄晓航;赵明堂;;抗滑桩的设计与计算原理[J];中国水运(下半月);2008年03期
5 张弘;;某抗滑桩的设计计算[J];土工基础;2008年06期
6 周文权;言志信;王长征;刘子振;;抗滑桩设计的简化方法[J];湖南工程学院学报(自然科学版);2007年01期
7 金丽华;袁东华;;抗滑桩在公路边坡加固治理中的应用[J];中国新技术新产品;2009年21期
8 郭文礼;;预应力锚索抗滑桩结构计算及设计应用[J];河南建材;2010年01期
9 陶丽娜;唐胜传;杨建国;陈赞;;“边坡支护方案优化设计系统”中的抗滑桩设计子系统[J];公路交通技术;2005年06期
10 黄锋;付挺;杨智本;;抗滑桩的原理及其设计[J];山西建筑;2007年01期
11 刘卫民;尉学勇;蔡庆娥;;关于预应力锚索抗滑桩设计的思考[J];路基工程;2006年02期
12 张振雷;;抗滑桩在公路边坡治理中的应用[J];交通科技;2008年03期
13 谢坤明;边坡治理措施的优化设计[J];国外建材科技;2005年03期
14 熊良宵,李天斌;土拱效应在抗滑桩工程中的应用[J];防灾减灾工程学报;2005年03期
15 刘阳花;刘晓朋;张长生;;新型支护结构在边坡治理中的应用[J];岩土工程界;2007年05期
16 梁子剑;彭振斌;李志平;;图表法在某边坡抗滑桩设计中的应用[J];工程建设;2008年01期
17 张晓祎;;图表法在边坡抗滑桩设计中的应用[J];国土资源导刊;2008年04期
18 郭凤双;;马尾坡Ⅰ号滑坡抗滑桩治理工程设计(续)[J];学术动态;2011年01期
19 赵冠卿;;对抗滑桩计算宽度的探讨[J];路基工程;1992年02期
20 李志平;审查抗滑桩设计的简化方法[J];林业建设;2005年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李同录;李萍;;抗滑桩设计计算研究现状与发展方向[A];中国地质学会工程地质专业委员会2007年学术年会暨“生态环境脆弱区工程地质”学术论坛论文集[C];2007年
2 李长冬;胡新丽;刘雄军;;滑坡治理工程中抗滑桩合理锚固段长度的探讨[A];湖北省三峡库区地质灾害防治工程论文集[C];2005年
3 王大为;佴磊;崔凌秋;;延-图高速公路中里滑坡抗滑桩设计与监测[A];新世纪岩石力学与工程的开拓和发展——中国岩石力学与工程学会第六次学术大会论文集[C];2000年
4 李荣海;迟淑萍;;全埋式钢轨抗滑桩在边坡处治工程中的应用[A];第五届全国矿山采选技术进展报告会论文集[C];2006年
5 章彪;;无损检测在抗滑桩桩身质量完整性检测中的应用分析[A];湖北省三峡库区地质灾害防治工程论文集[C];2005年
6 赵德君;耿树勇;蹇佳洲;;桩土共同作用的有限元分析[A];湖北省三峡库区地质灾害防治工程论文集[C];2005年
7 李斌;王舟;罗培聚;陈富强;;抗滑桩设计参数的敏感性分析[A];第15届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2006年
8 胡新丽;王亮清;唐辉明;;库岸滑坡(变形体)抗滑桩设计几个关键问题探讨[A];湖北省三峡库区地质灾害防治工程论文集[C];2005年
9 王亮清;唐辉明;胡新丽;杨裕云;;剩余下滑力曲线在滑坡治理设计中的应用[A];湖北省三峡库区地质灾害防治工程论文集[C];2005年
10 王雷;赵法锁;王艳婷;;基于最低工程造价锚索抗滑桩锚拉力匹配问题的研究[A];第九届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 欧明喜;h型抗滑桩力学机理及其工程应用研究[D];重庆大学;2012年
2 吴坤铭;边坡及其抗滑桩加固工程可靠性分析方法研究[D];合肥工业大学;2011年
3 王辉;拱形抗滑桩墙结构体系工作性能试验研究[D];长安大学;2011年
4 高长胜;边坡变形破坏及抗滑桩与土体相互作用研究[D];南京水利科学研究院;2007年
5 周春梅;三峡库区万州区滑坡抗滑桩设计研究[D];中国地质大学;2007年
6 李梅;边坡案例推理稳定性评价系统及治理措施优化研究[D];武汉理工大学;2006年
7 申永江;边坡工程中抗滑桩的效果评价与优化设计[D];浙江大学;2009年
8 李长冬;抗滑桩与滑坡体相互作用机理及其优化研究[D];中国地质大学;2009年
9 柳群义;红层路堑边坡稳定性与防治研究[D];中南大学;2010年
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 戎斌斌;边坡抗滑桩空间优化布置与安全监测[D];浙江大学;2010年
2 史高平;边坡悬臂抗滑桩地震动力响应模型试验研究[D];北京工业大学;2012年
3 周杨;h型抗滑桩在边坡治理中的力学效应研究[D];重庆大学;2012年
4 宋玉延;滑坡治理双排抗滑桩受力特征及设计计算方法研究[D];武汉理工大学;2013年
5 王旭;滑坡隧道与抗滑桩相互作用机理研究及数值模拟[D];北京交通大学;2014年
6 张明瑞;门型抗滑桩支护滑坡时受力特性的数值模拟研究[D];南京大学;2011年
7 张小丁;h型抗滑桩治理某红层滑坡的数值分析[D];南华大学;2013年
8 倪悦;半坡抗滑桩受力特性分析[D];重庆交通大学;2013年
9 贾恒国;抗滑桩设计计算的程序实现[D];太原理工大学;2010年
10 陆兆成;带斜撑h形抗滑桩结构的研究与分析[D];华南理工大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 特约记者 李荣惠 通讯员 刘长江 袁耿林 本报记者 张强;岩土领域的常青树[N];科技日报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978