分层填筑对桩-锚-加筋土组合结构加固边坡试验研究

本文以攀枝花机场12#滑坡治理工程为背景,通过模型试验与有限元数值模拟结合分析加筋土分层回填对桩-锚-加筋土组合结构加固边坡的影响,得出以下结论:(1)随着回填高度的增加,水平位移主要向后排桩以前的坡面方向发展,竖向位移主要向后排桩以后的方向发展,在后排桩顶部形成位移拱效应;(2)随着回填高度的增加,后排桩顶的填土与桩体存在较大的刚度差异,使得填土的竖向位移在桩顶受到明显约束,因此在后排桩顶回填时宜增设垫层结构来减弱变形不协调问题;(3)随着回填高度的增加,前、后排桩的受力模式从锚固力控制的外侧受拉逐步转化为水平推力控制的内侧受拉,期间锚索承载力逐步发挥,桩身最大弯矩由桩顶逐渐转移到滑面位置;(4)前两级加筋土工况下前排桩锚索轴力增长较快,后两级加筋土工况后排桩锚索轴力增长较快,这表明高填方情况下后排桩身承受更大的水平荷载;(5)通过强度折减法分析各回填工况下的边坡稳定性,得出随着桩-锚-加筋土组合支护体系的逐步形成,该边坡的稳定性达到了较高的安全系数。

模拟降雨作用桩锚-加筋土组合结构加固边坡研究

桩锚-加筋土组合支挡结构在治理大型复杂滑坡中发挥越来越重要的角色。以某高填方山区机场滑坡为原型,进行降雨作用对桩锚-加筋土组合支挡结构加固边坡稳定性的模型试验研究。结果表明:①桩顶位移随注水时间产生三个阶段的变化:初期平缓发展阶段、突变增加阶段、再次平缓发展阶段。后排悬臂式桩桩顶位移变化量明显大于前排埋入式桩,因此,多排锚索抗滑桩加固边坡设计时,在后排桩悬臂情况下,宜考虑后排桩比前排桩截面尺寸大、锚索间距小来减小其桩顶位移,增强坡体稳定性;②填方边坡位移随注水时间变化,坡顶一级边坡位移量最大,随边坡级数增加,位移量减小,因此多级边坡加固可适当增加边坡锚索框架;③填方坡体沉降量随注水时间表现出后缘大、前缘小的趋势;④加筋土的变形与边坡坡体的变形一致,表明加筋土能够增强填方边坡的整体性;⑤各监测曲线最终均趋于平缓,表明桩、锚和加筋土组合支挡结构体系性能发挥良好。

桩-墙水平组合围护结构施工关键技术

结合工程实际,对桩-墙水平组合围护结构施工工艺进行了介绍。对该工艺的施工关键技术进行了详细的阐述,并在工程中验证了新技术的可行性与经济性,为类似工程的施工和设计提供了借鉴。

排桩-斜撑基坑组合支护结构的受力变形特性

在地震荷以珍珠泉大厦工程为例,首先,利用FLAC^(3D)建立数值模型,在“排桩-斜撑”基坑组合支护结构下对基坑进行分步开挖,并对组合支护结构的桩顶位移、桩身侧移、桩身弯矩及基坑周围土体变形进行了监测和数值结果分析。然后,为更深入地验证“排桩-斜撑”基坑组合支护结构的有效性,将“排桩-斜撑”基坑组合支护结构同悬臂桩支护结构进行了对比研究。研究表明,“排桩-斜撑”基坑组合支护结构作用下,基坑土体水平位移等值线基本呈圆弧形,土体位移最大处发生在基坑边缘,并且向远处不断减小,支护桩的桩顶水平位移、桩身侧移与基坑开挖深度呈正相关,且较传统的悬臂桩支护结构在受力方面更加合理,可有效减小基坑周围土体位移、支护桩的桩顶水平位移、桩身侧移及弯矩,可有效避免支护桩在桩身弯矩峰值处发生折断,使基坑支护稳定性得到进一步的提高。

三塔斜拉-自锚式悬索组合结构计算方法及参数分析

为了掌握三塔斜拉-自锚式悬索组合结构的力学特点和计算方法,以汉中市西二环特大桥为例,进行了成桥状态计算方法研究,并结合实际工程中常用的结构参数对其进行力学性能影响分析。结果表明,该类结构在计算中非线性效应较突出;对于自锚式悬索体系部分,处理好悬索体系主缆矢跨比和背索在主梁上的锚固间距可优化副塔受力;对于斜拉索体系部分,主梁的截面形式及斜拉索的锚固间距对结构影响不大。

优化的变形协调条件在桩-锚结构锚索拉力计算中的应用

锚索抗滑桩的设计计算包括锚索拉力计算和桩体内力计算,而锚索拉力又直接影响桩体内力,因此,锚索拉力计算对桩-锚结构设计十分关键。在常规和修改变形协调条件的基础上,考虑锚索预应力作用在滑动面处桩身产生的位移和转角对第i排锚索作用点处桩身位移的贡献,除去其他排锚索预应力Rj0对桩身作用产生的位移,同时考虑锚索拉力增量的水平分量作用对桩体变形的影响,对滑动面处桩身位移、转角以及其他排锚索拉力对某一排锚索作用点处桩身位移的贡献进行优化,建立优化的桩-锚变形协调方程。结合结构力学中的虚功原理和图乘法理论,编写Visual C++计算程序,通过滑坡工程实例对锚索预应力和总拉力进行计算。3种变形协调条件的计算结果表明:优化的变形协调条件不仅能使抗滑桩在预应力施加阶段处于有利的受力和变形状态,而且适用于锚索与水平面成不同角度的情况,弥补了常规和修改变形协调条件的不足。

深基坑放坡-桩锚联合支护结构的监测及数值模拟

目的研究放坡-桩锚支护结构变形的演化规律及力学性能.方法以沈阳地区某深基坑为例,分析放坡-桩锚支护结构变形和锚杆轴力的分布情况,采用FLAC3D软件对深基坑放坡-桩锚联合支护结构进行数值模拟,并对现场监测结果进行分析.结果土体摩尔-库伦模型可以很好地描述土体的力学特征.结论基坑四边的中点处发生水平位移最大,角点处最小;支护桩桩顶水平位移最大;地表最大沉降发生在坡顶开挖边线的位置,且水平影响范围在距基坑边缘处15 m.锚杆内力在锚杆的自由段不变,在锚固段随锚固段的增长而变小.

单排桩基-承台-挡墙组合支挡结构设计计算方法

桩基-承台-档墙是一种新型组合支挡结构,已在实际工程中有所应用,但其设计计算方法仍很不成熟。传统计算中将桩基、承台连接视为铰接,承台弯矩计算中忽略地基反力,此与实际情况有较大差异。基于此,针对单排桩基-承台-挡墙组支挡结构,提出了同时考虑地基抗力和桩-承台协调作用的设计方法,并通过工程实例与有限元计算结果对比分析,验证了理论方法的可靠性。结果表明:在计算承台弯矩、桩基弯矩和剪力时,均应同时考虑地基抗力和桩基-承台协调作用。

结构参数对钢-混组合桥塔自锚式悬索桥静力性能的影响研究

为了解钢-混组合桥塔自锚式悬索桥的静力特性,根据挠度理论,利用三维有限元软件Midas进行空间分析,对模型中主缆矢跨比、主缆抗拉刚度、加劲梁的横竖向抗弯刚度以及主塔纵向抗弯刚度参数进行横向对比。分析结果显示随着参数值的递增,结构位移在减小,而主缆的水平拉力和加劲梁的弯矩却呈现不同变化趋势,自锚式悬索桥的整体静力特性对主缆矢跨比、主缆的抗拉刚度以及加劲梁的竖向抗弯刚度的变化很敏感,而基本不受加劲梁的轴向刚度和主塔纵向刚度的变化的影响。

侧深槽孔-潜孔组合式鱼道障碍物结构对水力特性影响研究

侧深槽孔-潜孔组合式鱼道是一种基于竖缝式鱼道设计出的新型堰孔组合式鱼道,研究和应用尚处于初期,其水力特性分布规律亟待探明。基于FLOW-3D软件建立了侧深槽孔-潜孔组合式及竖缝式鱼道的数值仿真模型,并依托物理模型试验结果修正了边界条件及输入参数,对比分析了两种类型鱼道的流场结构,探究了布置不同型式障碍物对鱼道水力特性的影响。结果表明:相比一般竖缝式鱼道,侧深槽孔-潜孔组合式鱼道具有明显的三维流场特性,可为鱼类提供更多的洄游路径和休息场所,但“L”型的流态会影响鱼类上溯;在侧深槽孔-潜孔组合式鱼道内布置曲面光滑的圆柱型障碍物,池室流态得到改善,流速梯度减小,湍动能降低幅度约为33.3%,湍流耗散率的最大衰减率达82.78%,工程中导流障碍物应多采用光滑曲面,避免出现棱边或截面形状突变的结构。

双排桩-承台-挡墙组合结构设计计算方法

双排桩-承台-挡墙作为一种新型组合支挡结构,在实际工程中已有应用,但尚未建立较为成熟的设计计算方法。鉴于此,在理论分析的基础上,提出了同时考虑地基抗力和桩-承台协调作用的设计计算方法,推导了桩基和承台的挠度、转角、剪力、弯矩计算公式。并针对具体工程实例,采用了理论计算与数值模拟两种方法,对计算结果进行了对比分析,验证了该理论计算方法的可靠性。结果表明:承台最不利位置出现在侧截面跨中位置;前桩为主要承担滑坡推力的结构;桩基弯矩最大值出现在锚固界面以下约0.2倍锚固长度处,剪力最大值出现在锚固界面附近。

红水河特大桥钢牛腿-钢锚梁组合锚固结构设计研究

红水河特大桥是贵州省第一座采用混合式叠合梁的大跨度斜拉桥,其桥跨布置、主梁结构形式及索力分布均不对称。针对其突出的非对称受力特征,该桥索塔锚固区拟采用钢牛腿-钢锚梁组合结构形式。根据钢锚梁的不同受力模式,该文提出了两种钢牛腿-钢锚梁组合锚固结构设计方案,基于Ansys分别建立了两种设计方案的钢牛腿-钢锚梁组合锚固结构精细化有限元模型,并进行了计算分析与比较。结果表明:采用以钢锚梁纵向拉伸变形为主的小偏拉设计方案,可以显著降低钢牛腿-钢锚梁组合结构的应力水平,加大钢锚梁与钢牛腿接触面的相对滑移,使钢锚梁偏向于轴向拉伸的理想受力状态,结构整体力学性能更好、更安全。红水河特大桥索塔锚固结构设计最终采纳了小偏拉设计方案。

桩-土-结构相互作用对桩基组合结构振动控制的影响研究

提出了一种新的混合振动控制体系——组合桩基结构体系,推导了其考虑桩-土-结构相互作用(PSSI)的振动及控制方程,并分析了PSSI对组合桩基结构的振动控制影响,以及土与结构各种主要参数对控制效果的影响。分析结果表明:PSSI对桩基结构及联接体的位移响应影响较小,对加速度响应影响较大;当桩周土的等效剪切波速小于700 m/s,组合桩基结构的振动控制应该考虑PSSI的影响;过分增大桩的截面惯性矩对振动控制的影响不大;桩基结构的上部质量对体系的振动控制影响较大,主要表现为:质量越大PSSI对联接体的加速度影响越大。

板桩-重力式码头组合结构的计算

以重力式方块码头港池浚深升级改造为例,通过采用截面法,将板桩和重力式结构的协同作用有效地联系起来。板桩结构内力采用竖向弹性地基梁法计算,重力式结构直接采用现行《重力式码头设计与施工规范》中规定的方法进行计算。通过两种结构的联合迭代计算,得出板桩内力和重力式结构抗倾抗滑稳定性及基床顶面应力。

基于桩-锚结构造价的锚索拉力计算模型研究

桩-锚结构的计算包括锚索拉力计算和桩身内力计算,通过锚索拉力计算桩身内力,再通过桩身内力计算结构造价,锚索拉力将影响桩-锚结构造价的计算,因此,锚索拉力计算对桩-锚结构设计尤为重要。通过对桩-锚结构造价与锚索拉力之间的关系进行分析研究,从桩-锚结构造价与锚索拉力的关系曲线、多项式拟合以及优化的变形协调条件3个方面建立与桩-锚结构造价相匹配的锚索拉力的计算模型。结合桩身内力计算的"m"法和"K"法以及结构力学中的虚功原理和图乘法理论,编写Visual C++计算程序,通过不同的滑坡工程实例对不同锚索拉力作用下的桩-锚结构造价进行计算,获得锚索拉力与桩-锚结构造价的关系图。计算结果表明:桩-锚结构造价是随着锚索拉力的增大先减小后增加的。关系曲线模型和多项式拟合模型计算的与桩-锚结构最低造价相匹配的锚索拉力与优化的变形协调条件计算的锚索拉力十分接近,可选择其中任意一种计算方法计算得到的锚索拉力作为最终锚索拉力计算值。此时,桩身弯矩的正负极值并不相等,这也表明桩身正负弯矩的极值相等时的锚索拉力并不一定是最优的锚索拉力,因为此时桩身所处的受力状态虽然比较理想,但造价可能较高,经济效益不佳。

桩-锚与土钉墙组合支护FLAC^(3D)数值模拟分析

运用FLAC3D有限差分软件对某深基坑进行桩-锚与土钉墙组合支护的模拟分析。将模拟所得的结果和此工程实际结果进行分析,从而验证了这种组合支护形式在工程中的可行性,使之在深基坑工程中得到更广泛的应用和发展。

土-桩-结构相互作用对砼自锚式悬索桥地震响应的影响研究

土-桩-结构相互作用是桥梁结构抗震研究中的难点,针对砼自锚式悬索桥进行土-桩-结构相互作用研究有助于该类结构的抗震设计及推广应用。文中利用有限元软件分别建立塔墩固结模型和考虑土-桩-结构相互作用模型,研究两种结构模型的动力特性和不同地震工况下的地震响应。结果表明,土-桩-结构相互作用延长了结构自振周期,主塔振动主导和参与的振型频率减小;与基础固结模型相比,考虑土-桩-结构相互作用模型的主梁弯矩和位移分布发生变化且响应幅值减小,主塔塔顶横桥向位移减小明显,塔底弯矩和剪力减小,主缆锚固端内力增幅减小,吊索力增幅在不同工况下有增有减,这类结构抗震设计时采用基础固结模型较保守。

桩-锚支护结构结构失稳分析

为减少桩体受力与变形,桩-锚支护体系在基坑支护工程中大量应用,获得了显著的经济效益。桩锚支护体系是在排桩的基础上给予桩体一定的预拉应力,以抵消坑壁土体的土压力,减少基坑变形,同时由于锚索给予桩体的水平应力使桩体本身力学性质发生改变,受力形式由悬臂结构变为简支结构体系,桩体自身的剪应力与最大弯矩大大减小,对于桩体受力情况进行了很大的改善。在实际施工中,由于对此工艺了解不足,经常造成基坑坍塌事故,本文通过包头地区某一基坑坍塌工程进行事故原因分析,并对该地区类似基坑施工过程提供一定的经验。

锚筋-钢梁组合的反力装置在桩基检测中的应用与展望

阐述了有限空间内的桩基检测中锚筋-钢梁组合反力装置的工作原理和特点,利用原地下室底板进行植筋来提供反力,在有限空间的基础改造工程中的成功的得到应用,为以后类似的工程提供的经验。

某斜拉桥钢锚梁-钢牛腿组合结构受力分析与优化

本文对某斜拉桥钢锚梁-钢牛腿组合结构进行了详尽的有限元分析,为索塔锚固区设计提供依据。根据计算结果 ,对塔壁钢板剪力键进行了优化,取消了PBL板的设置,在满足结构受力安全的前提下,简化施工,保证主塔塔壁钢筋的布置;同时考虑极端断索工况,验证了钢锚梁-钢牛腿组合结构安全性。