抗滑樁土拱效應(yīng)的理論分析和數(shù)值模擬研究

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1、抗滑樁土拱效應(yīng)的理論分析和數(shù)值模擬研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文(專(zhuān)業(yè)學(xué)位)學(xué)生姓名：馬慧娟指導(dǎo)教師：陳建功教授學(xué)位類(lèi)別：工程碩士（建筑與土木工程領(lǐng)域）重慶大學(xué)土木工程學(xué)院二O一五年五月TheoryAnalysisandNumericalSimulationofSoilArchingEffectonAnti-slidePilesAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheProfessionalDe

2、greeByMaHuijuanSupervisedbyProf.ChenJiangongSpecialty:ME(ArchitecturalandCivilEngineeringField)CollegeofCivilEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2015中文摘要摘要在巖土工程學(xué)中，抗滑樁廣泛應(yīng)用于邊坡和基坑支護(hù)等工程中。這種支護(hù)結(jié)構(gòu)具有適應(yīng)性強(qiáng)、施工周期短、施工工藝簡(jiǎn)單、可以降低工程造價(jià)等優(yōu)勢(shì)。自上個(gè)世紀(jì)四十年代，土拱效應(yīng)理論被提

3、出，備受?chē)?guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注，并進(jìn)行了大量的理論分析、實(shí)驗(yàn)?zāi)M和數(shù)值計(jì)算?？够瑯稑堕g滑體，在滑坡推力作用下，土體之間相互擠壓產(chǎn)生不均勻變形，導(dǎo)致土體主應(yīng)力偏轉(zhuǎn)形成以抗滑樁為拱腳的虛擬拱，并將滑坡推力沿拱軸傳遞給抗滑樁。土拱的存在協(xié)助抗滑樁工作，影響著抗滑樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。雖然國(guó)內(nèi)外研究抗滑樁土拱效應(yīng)的文章很多，也對(duì)土拱效應(yīng)的形成機(jī)理、拱形、土拱的受力機(jī)制、合理樁間距及抗滑樁截面設(shè)計(jì)等方面提出很多具有影響力說(shuō)法，但影響土拱效應(yīng)發(fā)揮的因素較多，因此，對(duì)土拱效應(yīng)形成及其對(duì)抗滑樁設(shè)計(jì)的影響，還沒(méi)有形成一致認(rèn)可的理論和規(guī)

4、范。本文在總結(jié)前人文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)研究抗滑樁樁間土拱效應(yīng)，主要工作和研究?jī)?nèi)容如下：（1）首先，總結(jié)國(guó)內(nèi)外對(duì)抗滑樁、抗滑樁間土拱效應(yīng)的研究現(xiàn)狀，提出本文主要的研究目的、意義和創(chuàng)新點(diǎn)。（2）分析抗滑樁間土拱效應(yīng)的形成機(jī)理以及拱腳、拱形、拱軸線等，提出自然平衡拱理論，并基于該理論推導(dǎo)出本文的合理拱軸線方程。（3）本文主要通過(guò)有限元軟件ABAQUS分別對(duì)單排樁和雙排樁中影響土拱效應(yīng)的眾多因素進(jìn)行模擬分析，不僅證明了土拱效應(yīng)的存在和土拱存在空間特性，同時(shí)總結(jié)了不同工況對(duì)土拱效應(yīng)影響的規(guī)律。（4）最后重點(diǎn)推導(dǎo)出了基

5、于自然平衡拱理論的樁間距和擋板土壓力的確定方法，并通過(guò)與其他樁間距和擋板土壓力計(jì)算方法比較，證明本文提出的新方法可以用于實(shí)際工程中抗滑樁的設(shè)計(jì)。本文主要在總結(jié)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，提出樁間距與擋板土壓力計(jì)算新思路，并通過(guò)應(yīng)用ABAQUS分析軟件，對(duì)不同工況影響下，土拱效應(yīng)變化規(guī)律的總結(jié)，提出應(yīng)充分利用樁間土拱效應(yīng)，來(lái)進(jìn)行抗滑樁的優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)工程實(shí)踐有一定的指導(dǎo)意義和經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞：土拱效應(yīng)，抗滑樁，有限元分析，樁間距和擋板土壓力I英文摘要ABSTRACTIngeotechnicalengineering,a

6、nti-slidepileiswidelyusedfortheprojectofsideslopeandfoundationpitsupporting.Thiskindofsupportingstructurehassomeadvantages,suchaswell-adapted,shortconstructionperiod,simpleconstructiontechnologyandlowconstructioncosts,etc.Thesoilarcheffecttheoryisproposed

7、sincethelastcentury40’s,whichattracttheattentionofscholarsathomeandabroad,andalotoftheoreticalanalysis,experimentsimulationandnumericalcalculationwereconductedtovalidatethetheory.Undertheeffectoflandslidethrust,thesolidmassbetweentheslide-resistantpilewil

8、lresulttheinhomogeneousdeformationduetothemutualextrusion,resultingintheprincipalstressdeflectionformedbyanti-slidepilesforvirtualarchfoot,andthentransferredtotheanti-slidepilealongthearchaxis.Soilarchcangivetheassi