点锚设计中的三维塌落拱原理及其工程应用-土木工程专业论文.docxVIP

I I 中文摘要 摘 要 近年来，随着国家工程建设的飞速发展，各种基础建设中的高边坡支护工程 越来越多，其规模趋于更大化，支护的难度也日益增大。因此，越来越多的新型 边坡支护结构应运而生，点锚支护就是在桩锚支护结构发展而来。岩土体、桩、 预应力锚索三者之间是一个共同的受力机体，它们相互约束与牵制，预应力的施 加会改变支护结构上的土压力分布，从而影响支护结构的内力。如何更好的建立 点锚结构中的计算模型，研究支护结构中的土压力分布，分析土拱效应对点锚结 构产生的影响，是工程界急需解决的问题。 土拱效应是岩土工程中一个很普遍的现象，它的形成是由于支护结构中岩土 体内部发生相互作用，从而使得土压力出现重新分布的情况，本文将这种在空间 出现的压力重分布称为三维塌落拱效应。 在实际的工程运用中，点锚支护结构并不是完全的以郎肯土压力的形式承受 荷载，在一定的条件限制下，考虑到桩与土的相互作用，桩间土体的相互作用， 竖向锚索间土体的相互作用可以形成土拱，存在塌落拱效应。由于土体的相对位 移或者相对位移趋势，从而在水平方向和竖向方向产生土拱效应。 本文在总结前人研究成果的基础上，通过理论推导和有限元模拟分析相结合 的方法，探讨点锚结构中二维塌落拱和三维塌落拱的形成机理与影响因素，根据 土拱拱脚与拱顶的强度破坏条件，推导出了桩后二维水平塌落拱的合理拱轴线的 方程、拱高的解析表达式以及它的形成条件，进一步推导出考虑三维塌落拱效应 的支护结构上的土压力解析表达式。 其次对前文推导解析式进行数值模拟论证。用数值模拟分析方法对采用预应 力锚索加固的边坡进行二维和三维有限元分析，论证桩内点锚结构中三维塌落拱 的存在。并在参考理论推导结果的基础上，分析桩锚结构中土体的应力场和位移 场的特征和规律，并研究了土拱的各种影响因素。 最后在理论分析和数值模拟分析的基础上，结合一个具体的边坡工程，将理 论公式应用到点锚结构的土压力计算中，证明考虑土拱效应的土压力计算方法的 优越性，同时也进一步证明桩内点锚结构的实用性。 关键词：边坡工程，点锚结构，土拱效应，三维塌落拱，土压力计算 PAGE PAGE IV 英文摘要 ABSTRACT In recent years, with the rapid development of the national construction，various infrastructure projects in the steep slope protection works more and more，scale become larger and larger，supporting become more and more difficult. So more and more into being a new slope support structure, anchor point is developed from the pile anchor structure. Rock and soil, piles, prestressed anchor is a common between the three body force，their mutual constraints and constraints，prestress on the supporting structure will change the soil pressure distribution，thus affecting the supporting structure of the internal force. How to build a better bolt structure calculation model， research supporting structure of the earth pressure distribution，analysis of soil arching on the impact of bolt structure，is an urgent need to solve engineering problems. Soil arching effect is a very common phenomenon In the Geotechnical engineering, and its supporting structure formation is due to the interior of the interaction of Earth, allowing the redistribution of earth pressures, this paper will appear th