本文選題：彈性地基梁 + 被動樁�。� 參考：《華南理工大學》2013年博士論文

【摘要】：作為一種古老的基礎形式，樁的應用至今己有12,000～14,000年的歷史。目前，樁有多種多樣的使用方法，已不僅僅是支承上部結構基礎樁的概念，而是承受豎向荷載、水平荷載和力矩的共同作用。對于土木工程領域擋土樁（抗滑樁、基坑支護樁、堆載臨近樁等）承受水平側向荷載的案例層出不窮，由于此類樁基的承載特性、樁-土相互作用機理、荷載傳遞規(guī)律與邊坡土體失穩(wěn)機制等尚不十分明確，其工作機理與設計方法仍有待更深入的研究。 本文采用“文獻閱讀及試驗數據收集→理論模型→數值模擬→工程應用”的研究思路，以土體側向位移作用下的基坑鄰近樁基或邊坡中抗滑樁為研究對象，以數值分析、理論推導為研究手段，對擋土樁-土相互作用性狀及抗滑樁加固邊坡計算方法進行深入的研究后，取得了以下創(chuàng)新性研究成果： （一）新穎的樁撓曲方程求解方法：以Winkler模型模擬擋土樁單樁與土之間的相互作用，建立擋土樁-土體相互作用的四階非齊次微分撓曲方程，用多項式逼近非齊次項，運用遞推法得出四階非齊次微分方程的特解形式，結合齊次微分方程的通解，從而實現其解析解求解過程。 （二）提出邊坡失穩(wěn)的突變倍率判據：在場變量-位移(Fs U)變化關系曲線基礎上，繪制場變量-位移突變倍率曲線，以突變倍率（當前分析步位移與上一分析步位移之比）急劇增大時所對應的場變量（即強度折減系數）作為邊坡的整體穩(wěn)定安全系數，避免了人為判斷邊坡極限狀態(tài)的不確定性。 （三）創(chuàng)新的簡化計算方法：采用Excel電子表格內嵌的VBA語言編寫程序以實現較為復雜函數的計算和計算的自動化，用“規(guī)劃求解”功能解決抗滑樁加固邊坡后穩(wěn)定安全系數計算的問題，最后根據樁撓曲方程求解抗滑樁內力及變形。 （四）確定抗滑樁最優(yōu)樁位的充分必要條件：借鑒傳遞系數法剩余下滑力的概念，繪制剩余下滑力矩曲線判斷坡體穩(wěn)定區(qū)域，并確保樁前土體承受抗滑樁向下傳遞的下滑力后仍能保持穩(wěn)定，作為最優(yōu)樁位的充分條件；由穩(wěn)定性系數N s控制樁頂以上坡體的臨界高度以避免發(fā)生越頂破壞，作為最優(yōu)樁位的必要條件。 應用以上創(chuàng)新性研究成果，結合具體工程實例進行參數分析后得出以下結論： （一）通過計算證明滑坡推力分布形式對抗滑樁的響應影響較大，各種不同分布形式中三角形分布將產生大的彎矩，拋物線分布次之，，均勻分布最小；相同地基水平抗力條件下，均勻分布樁頂撓度大于三角形和拋物線分布。 （二）土體側移模式包括側移大小、分布形狀、側移勢（側移曲線與零縱軸之間的面積定義為側移勢）及重心等對抗滑樁的撓度和彎矩影響較為顯著。土體水平位移越大，樁身撓度就越大，地表附近撓度最大；隨著土體水平位移增大，樁身彎矩相應增加；均勻分布土體側向位移對樁身最大撓度及彎矩的影響效果相同；即使側移勢相同，若土體側移分布重心升高，撓度及彎矩值均呈現增大趨勢（相差分別可達57%和48%），且最大彎矩位置也呈現略微上移現象。 （三）樁土之間相互作用呈非線性特征，若采用彈性方法計算將產生較大誤差。當土體進入塑性狀態(tài)時，樁土間作用力達到極限值p_u=kv~*后，不再隨水平相對位移的增加而發(fā)生變化。 （四）對比研究三維與二維數值所得邊坡穩(wěn)定安全系數的差異，得出采用三維有限元法計算出的邊坡穩(wěn)定性安全系數略高于二維有限元法算出安全系數2.3%的結論。因此，在對常規(guī)平面應變邊坡進行穩(wěn)定性分析時，為獲得較快的計算速度可以優(yōu)先考慮采用二維有限元模型可以滿足工程精度的要求，然而在對邊坡地形、地質情況復雜的非平面應變邊坡進行穩(wěn)定性分析時，應采用三維狀態(tài)下的有限元分析。 （五）通過建立有限元強度折減法數值模型來分析不同抗滑樁加固位置對邊坡穩(wěn)定性的影響。如果僅從安全系數數值上考慮，抗滑樁加固于邊坡中部將獲得最大安全系數，但邊坡中部滑動面較深從工程上不經濟，因此建議在優(yōu)先保障安全的前提下，若兼顧經濟因素，最優(yōu)設樁位置可略向坡趾偏移，考慮設置在邊坡的中下部。
[Abstract]:As an old form of foundation , the application of pile has now been 12,000 锝

本文編號：1909469