无挡板悬臂式抗桩桩后土拱空间分布特征研究.pdf

Study on space distribution of soil arching of no baffle cantilever anti-slide piles A Thesis Submitted to Chongqing University inPartial Fulfillment of the Requirement for the Master’sDegree of Engineering By Lu Yufei Supervised by Prof.Zhang Yongxing Prof.Wang Guilin Specialty：Civil Engineering College of Civil Engineering of ChongqingUniversity, Chongqing,China May2014 中文摘要 摘 要 抗滑桩作为一种土体支挡结构，因其施工方便，抗滑性能好，节约建筑用地， 造价较低等安全又经济的优势，被广泛的应用于土木工程土体抗剪强度的发挥而 形成的土拱效应能够有效保证桩间土体的稳定性。但是对于抗滑桩间土拱效应的 研究并未得到统一的结论。论文依托重庆市百名工程技术高端人才计划项目“悬 臂式抗滑桩三维土拱效应及其动力灾变研究”，查阅大量文献，现场实地调研抗 滑桩后土体稳定特征，并分析土拱模型试验数据，总结规律，找到切入点，进而采用 理论推导和数值分析相结合的方式，开展对抗滑桩后土拱空间分布特征的研究， 主要工作以及研究成果如下： ①通过总结文献、现场调研，初步了解了桩间土拱效应。分析室内模型试验 和室外大型推桩试验数据，通过理论推导证明了采用土体主应力突变反映土拱效 应的合理性；借鉴合理拱轴线是主应力迹线的观点，绘制了桩后土体主应力迹线， 根据主应力迹线的分布规律提出利用闭合主应力迹线描述土拱区域的方法。 ②在理论分析的基础上，基于切片法取桩后土体的某一水平薄层作为研究对 象，研究了土拱在水平薄层中的分布特征。具体先通过研究桩后土体弹性阶段的 应力分布特征，提出了拱顶位置的确定方法；进而利用 MATLAB 程序有哪些信誉好的足球投注网站桩后土 体中的主应力迹线，并绘制出了土拱曲线，得出了土拱在平面上的分布特征。进 一步研究了土拱随荷载增大的变化规律。并通过观察塑性区的发展以及极限荷载 下土拱破坏的关系，验证了利用所得土拱曲线确定土拱范围的合理性。 ③为考虑土体自重应力对土拱分布的影响，建立三维数值模型。观察三维土 拱在空间上的几何分布特征，并且分析了在同一荷载作用下，土拱沿高度的变化 规律，以及土拱在不同荷载作用下的发展规律。并通过与切片法得到的水平薄片 中土拱分布规律比较，验证了通过切片法研究三维土拱的合理性。 ④在以上所得土拱分布特征的基础上，分析了桩间距和桩宽、内摩擦角和粘 聚力等重要因素对土拱几何分布特征的影响，总结相关规律，指导工程设计。 关键词：抗滑桩，土拱效应，主应力突变，土拱几何特征，三维土拱 I II 英文摘要 ABSTRACT As a kind of soil retaining structure, anti-slide pile has the safe and economical advantages of convenient construction, good anti-sliding performance,