膨胀土边坡抗滑桩支护的机理和数值分析

【摘要】：目前,常用的抗滑桩的设计方法是基于边坡极限平衡理论和桩基础设计理论。对于膨胀土边坡,膨胀力的发生必然会对抗滑桩的力学作用机制产生影响,进而影响到其设计施工,并可能是影响边坡加固效果和边坡安全的重要因素。本文针对典型工程,进行了膨胀土基本力学参数的室内试验和数值模拟分析：1、通过查阅相关的文献资料并结合基本力学参数试验获得了膨胀土的基本力学参数。并根据设计资料和相关图纸,建立了力学分析的工程实际几何模型。2、采用三维有限差分法软件对典型位置进行了模拟。分析了不同桩型、不同桩间距的抗滑桩的支护机理,得到了抗滑桩在膨胀力作用下对渠道边坡的支护机理。3、采用二维有限元法对典型剖面进行了模拟。分析了抗滑桩的合理桩长、合理桩位、支护坡体的受力规律和对膨胀土的支护效果,探讨了膨胀土边坡抗滑桩的支护机理。通过研究分析获得的主要结论如下：1、通过对坡体安全系数计算结果分析,本实际工程膨胀土渠道边坡在无膨胀力作用时是稳定的,但是只要膨胀力发生作用,坡体就容易产生破坏。2、桩型的选择：桩间距越小D=1m圆形桩的支护能力就越优于D=0.75m矩形桩,反之则矩形桩支护能力强。桩位的选择：普遍最佳桩位在坡体1/2处。在桩长的选择：桩越长安全系数越高,设计应该结合考虑安全要求和经济效益。3、考虑膨胀力作用时,抗滑桩一般只能控制到桩身1/2以上的浅层膨胀力,但是抗滑桩的桩径越大、桩长越长,其支护控制就范围越深,同时单桩只能控制一定范围内的膨胀土作用,所以对膨胀土边坡选择多排小桩径抗滑桩支护的效果好。
【关键词】：膨胀土 抗滑桩 边坡 有限元法 有限差分法
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU443