本文關(guān)鍵詞：預應(yīng)力錨索樁基托梁擋土墻工作機理分析

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【摘要】：西南山區(qū)的鐵路與公路邊坡因地勢險峻且地質(zhì)構(gòu)造復雜,因為對邊坡工程的安全性提出了更高的要求。預應(yīng)力錨索樁基托梁擋土墻作為一種新型支擋結(jié)構(gòu)形式,不僅繼承了傳統(tǒng)樁基托梁擋土墻控制沉降變形能力強、承載能力高、施工較為簡便及工程造價經(jīng)濟合理等優(yōu)點,還進一步改善了該復合型支擋結(jié)構(gòu)的受力狀況,使得結(jié)構(gòu)各部分內(nèi)力過渡平緩,擋土墻、托梁和樁基的截面尺寸和內(nèi)部配筋以及樁間距、樁錨固深度等得到進一步的優(yōu)化。但是由于預應(yīng)力錨索樁基托梁擋土墻整體結(jié)構(gòu)較為復雜,各部分相互作用機理不夠明確,因而迫切需要對該結(jié)構(gòu)進行全面分析并為工程設(shè)計提出完整的計算理論。本文結(jié)合以往樁基托梁擋土墻及預應(yīng)力錨索的研究方法和計算理論,以實際工程為依據(jù),針對預應(yīng)力錨索樁基托梁擋土墻進行理論分析與數(shù)值模擬。首先整理提出考慮樁-梁變形協(xié)調(diào)及樁-錨變形協(xié)調(diào)的完整計算方法,然后通過ANSYS有限元分析軟件建立依托實際工點的數(shù)值計算模型,并將其計算結(jié)果與理論分析的結(jié)果相對比,驗證理論計算方法的可靠性。其次通過與未施加錨索的樁基托梁擋土墻相對比,分析預應(yīng)力錨索對樁基托梁擋土墻的實際作用。最后對錨索錨固位置、錨索預應(yīng)力值及填土材料特性三個主要因素進行研究,分析其對預應(yīng)力錨索樁基托梁擋土墻的具體影響。經(jīng)過詳細的研究與分析,本文整理提出了預應(yīng)力錨索樁基托梁擋土墻完整的設(shè)計計算理論,分析了結(jié)構(gòu)內(nèi)各部分的相互作用,明確了預應(yīng)力錨索對樁基托梁擋土墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力及變形的改善效果,同時對該結(jié)構(gòu)的主要影響因素進行了對比分析,從而為該支擋結(jié)構(gòu)的工程實際應(yīng)用提出參考建議。
【關(guān)鍵詞】：預應(yīng)力錨索 樁基托梁擋土墻 工作機理 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U213.1;U416.1
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-28
• 1.1 課題研究的背景和意義12-13
• 1.2 擋土墻、樁基礎(chǔ)及預應(yīng)力錨索的研究現(xiàn)狀13-22
• 1.2.1 擋土墻的研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.2 樁基托梁結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2.3 預應(yīng)力錨索研究現(xiàn)狀19-22
• 1.3 預應(yīng)力錨索樁基托梁擋土墻研究現(xiàn)狀22-26
• 1.3.1 預應(yīng)力錨索樁基托梁擋土墻發(fā)展及特點22-23
• 1.3.2 預應(yīng)力錨索樁基托梁擋土墻施工順序及布置原則23-24
• 1.3.3 預應(yīng)力錨索樁基托梁擋土墻應(yīng)用條件及適用范圍24-25
• 1.3.4 預應(yīng)力錨索樁基托梁擋土墻與其他支擋結(jié)構(gòu)優(yōu)勢對比25-26
• 1.4 本文的研究思路和主要內(nèi)容26-28
• 第2章 預應(yīng)力錨索樁基托梁擋土墻荷載分析28-35
• 2.1 土壓力分析28-29
• 2.2 滑坡推力分析29-32
• 2.2.1 滑移面的形式29-30
• 2.2.2 滑坡推力計算30-32
• 2.3 其他荷載確定32-34
• 2.3.1 公路路面荷載32-33
• 2.3.2 鐵路路面荷載33-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第3章 預應(yīng)力錨索樁基托梁擋土墻內(nèi)力計算理論分析35-52
• 3.1 擋土墻的內(nèi)力計算理論35-39
• 3.1.1 上墻土壓力的計算35-38
• 3.1.2 下墻土壓力的計算38-39
• 3.2 托梁的內(nèi)力計算理論39-42
• 3.2.1 托梁受力分析39-40
• 3.2.2 托梁的內(nèi)力計算40-42
• 3.3 錨索與樁的內(nèi)力計算理論42-51
• 3.3.1 錨索與樁受力分析42-43
• 3.3.2 錨索拉力計算43-46
• 3.3.3 樁的非錨固段內(nèi)力計算46-47
• 3.3.4 樁的錨固段內(nèi)力計算47-51
• 3.4 本章小結(jié)51-52
• 第4章 預應(yīng)力錨索樁基托梁擋土墻實例分析與理論計算52-62
• 4.1 工程實例分析52-54
• 4.1.1 工程概況52-53
• 4.1.2 結(jié)構(gòu)尺寸及土體參數(shù)53-54
• 4.2 衡重式擋土墻理論計算54-55
• 4.2.1 鐵路荷載計算54
• 4.2.2 上墻土壓力計算54-55
• 4.2.3 下墻土壓力計算55
• 4.3 托梁理論計算55-57
• 4.3.1 托梁受力計算55-56
• 4.3.2 托梁內(nèi)力計算56-57
• 4.4 錨索與樁的理論計算57-61
• 4.4.1 滑坡推力計算57-58
• 4.4.2 樁頂受力計算58
• 4.4.3 錨索拉力計算58-60
• 4.4.4 樁內(nèi)力及位移計算60-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 第5章 數(shù)值分析在預應(yīng)力錨索樁基托梁擋土墻結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用62-92
• 5.1 有限元理論應(yīng)用及ANSYS程序介紹62-63
• 5.1.1 有限元理論在工程實踐中的應(yīng)用62-63
• 5.1.2 ANSYS程序簡介63
• 5.2 預應(yīng)力錨索樁基托梁擋土墻的數(shù)值計算模型63-68
• 5.2.1 模型尺寸與結(jié)構(gòu)參數(shù)64-65
• 5.2.2 土體的本構(gòu)模型65-66
• 5.2.3 靜力邊界條件的設(shè)置66
• 5.2.4 結(jié)構(gòu)單元的選取與接觸面的設(shè)置66-68
• 5.3 計算結(jié)果分析68-76
• 5.3.1 擋土墻的內(nèi)力與位移分析68-70
• 5.3.2 托梁內(nèi)力與位移分析70-72
• 5.3.3 樁基的內(nèi)力與位移分析72-76
• 5.4 添加預應(yīng)力錨索對樁基托梁擋土墻影響分析76-83
• 5.4.1 邊坡整體穩(wěn)定性對比76-77
• 5.4.2 各結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算結(jié)果對比77-80
• 5.4.3 各結(jié)構(gòu)位移計算結(jié)果對比80-83
• 5.5 影響結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形的主要因素分析83-90
• 5.5.1 錨索錨固位置對結(jié)構(gòu)影響分析83-86
• 5.5.2 錨索預應(yīng)力對結(jié)構(gòu)影響分析86-88
• 5.5.3 填土特性對結(jié)構(gòu)影響分析88-90
• 5.6 本章小結(jié)90-92
• 第6章 結(jié)論與展望92-94
• 6.1 結(jié)論92-93
• 6.2 展望93-94
• 致謝94-95
• 參考文獻95-98

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本文編號：737213