新型变截面抗滑桩在不同滑坡推力模式下的受力特性及工程应用研究

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随着我国工程建设区域不断的拓展,各类公共基础设施涉及越来越多的边坡工程,如何科学准确的评估边坡稳定性、安全可靠的边坡加固方案已经成为工程建设中的一个难点和热点。抗滑桩是边坡加固工程中最常用的支护结构,但由于边坡工程各不相同,需要根据实际工程选择不同的抗滑桩,如埋入式抗滑桩、悬臂式抗滑桩、组合式抗滑桩等,同时也需要对抗滑桩截面做出优化和选择,其中圆形截面抗滑桩的运用越来越广泛,不仅因其可以采用机械成孔提高效率、降低安全,更因其有很好的支护效果。其次,由于滑坡推力模式的不同导致抗滑桩承受的下滑力有所不同。因此本文就实际工程中遇到的填方边坡(路基)或者悬臂段施工空间受到限制等类似工程运用新型变截面抗滑桩(悬臂段为矩形或方形截面,锚固段为圆形截面)作为该类工程支护结构进行相关研究。该类变截面抗滑桩作为一种新型的支护结构,其受力特性较等截面抗滑桩有所不用且更为复杂,目前该类研究少有,本文将采用理论分析、结构模型试验、数值模拟等方法对该类变截面抗滑桩在不同滑坡推力模式作用下的受力特性及工程运用进行研究。主要研究内容和成果如下:(1)详细介绍滑坡推力的分布形式及其表达式,推导新型变截面抗滑桩在矩形、三角形、梯形等荷载作用下的受力计算公式。(2)设计室内模型试验通过人工模拟矩形、三角形、梯形荷载对四种截面(方形、矩形、下圆上方、下圆上矩)抗滑桩进行试验。结果表明:变截面抗滑桩表面应变曲线出现两个峰值点,并在变截面处发生突变,而贯穿抗滑桩的钢筋应变曲线可视作只有一个峰值点,也在变截面处发生突变,但桩身-0.15m~-0.30m段应变基本相等,变化不大,受力均匀,而等截面抗滑桩应变未发生突变,且其峰值应变大于变截面抗滑桩峰值应变。(3)在同一种、同一级荷载作用下,方形截面抗滑桩位移最大,矩形截面抗滑桩位移最小,两种变截面抗滑桩位移居中(二者位移数值差距很小);并得出变截面抗滑桩弯矩在变截面处发生突变,且其弯矩较方形或矩形截面抗滑桩小。(4)在滑坡推力大小相等时,矩形荷载抗滑桩应变值大于梯形荷载抗滑桩应变值大于三角形荷载抗滑桩应变值,且桩周土压力、桩身位移也符合此规律。(5)在模型试验的基础上通过数值分析得出与模型试验相似的结论,并通过实际填方边坡工程的数值分析肯定了变截面抗滑桩在作为支护结构具有一定的优势。
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