【摘 要】
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桩前约束型桩板支护结构是基于传统悬臂桩改进而来的一种新型支护结构。本文主旨是在前人对这一新型支护结构的研究基础上,进一步推动其在工程实际当中的应用,解决面临支护现场复杂地质嵌固条件时遇到的问题。本文主要研究工作和成果如下:(1)对桩前约束型桩板支护结构进行受力分析,将其以嵌固土体的表面,分为上部桩和下部桩两部分分别进行计算,将计算所得到的结果与前人所作的试验和本文借助MIDAS/GTS NX有限元
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桩前约束型桩板支护结构是基于传统悬臂桩改进而来的一种新型支护结构。本文主旨是在前人对这一新型支护结构的研究基础上,进一步推动其在工程实际当中的应用,解决面临支护现场复杂地质嵌固条件时遇到的问题。本文主要研究工作和成果如下:(1)对桩前约束型桩板支护结构进行受力分析,将其以嵌固土体的表面,分为上部桩和下部桩两部分分别进行计算,将计算所得到的结果与前人所作的试验和本文借助MIDAS/GTS NX有限元软件所计算的结果,相互论证。再考虑约束板处的梯形荷载,从支护结构整体角度出发,计算该支护结构的静力平衡、力矩平衡。(2)参考某一工程实例,在MIDAS/GTS NX有限元软件中,模拟该工程的工况。将重庆地区典型的土体如灰岩碎石土、砂泥岩碎石土、粉质粘土的材料属性代入,计算这三类不同土体在相同嵌固条件下的模型。由计算结果可知在三米嵌固土体的厚度下,灰岩碎石土、砂泥岩碎石土、粉质粘土的桩顶最大位移均能够满足工程使用的合格标准。就桩顶最大位移来看支护效果最优为灰岩碎石土嵌固条件,砂泥岩碎石土其次,粉质粘土的支护效果最差。桩身应力从应力分布曲线图和提取的关键点来看,其规律大致相同。桩身肋板处应力最大,其次是桩身与约束板交界处,应力方向与肋板相反。支护嵌固强度越高的土体,桩身所受的应力相对来说越大。通过将悬臂式挡土墙在相同嵌固条件下进行模拟计算,发现在较钱的嵌岩深度下,桩顶位移很大,可见桩前约束型桩板支护结构的优越性。(3)将灰岩碎石土、砂泥岩碎石土、粉质粘土这三种土体单独拿出来,研究在同一性质的嵌固土体下,不同嵌固厚度对于桩前约束型桩板支护结构的性状影响。通过建模计算可知,灰岩碎石土作为嵌固土体时,在两米嵌岩深度下,灰岩碎石土厚度达到七米桩顶位移也是可以满足工程使用标准的。砂泥岩碎石土作为嵌固土体其厚度达到七米时,超出了工程使用标准,通过加深嵌岩深度,可以达到使用的要求的。粉质粘土作为嵌固土体时,其嵌固厚度在三米是可以满足工程使用标准的,超出三米的厚度不满足。当嵌固厚度达到七米时,即使加深嵌岩深度,桩顶位移也不满足工程使用标准,需寻找别的解决措施。支护结构的应力分布规律与之前的也都是大致相同。(4)关于软弱嵌固土体的增强措施,本文主要介绍了两者方法。一是增大支护结构的尺寸,通过增大支护结构的尺寸,可以提高支护结构的稳定性,从而达到安全支护的效果。这种方法通常不经济。二是利用灌浆法来提高桩前土体的承载力,以达到工程中合格的支护标准。通过建模计算,可知灌浆法和增大支护结构尺寸这两种方案,均对改善支护条件有很好的效果。
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