鄭州粉土內(nèi)抗滑樁樁間土拱及合理樁間距研究.pdf

1、隨著城市建設規(guī)模的不斷擴大，城市邊坡治理難度不斷升級，抗滑樁由于出色的抗滑性能，越來越多的用于邊坡治理中。在抗滑樁設計工作中樁間距的取值非常重要，合理樁間距的取值就在于要形成樁間土拱，利用樁間土拱將滑坡推力傳遞到抗滑樁穩(wěn)定受荷段,從而發(fā)揮抗滑樁的抗滑性能。由于樁間距取值與土體參數(shù)直接相關，有很大的地區(qū)差異性，很多地區(qū)由于沒有系統(tǒng)的研究結果作為依據(jù)，在樁間距取值時會過于保守，不能兼顧工程安全性與經(jīng)濟性。對粉土地區(qū)抗滑樁樁間土拱作用規(guī)律及合

2、理樁間距取值并沒有針對性研究，河南鄭州地區(qū)大部分都為粉土土質(zhì)，在粉土地區(qū)研究樁間土拱形成規(guī)律及合理樁間距取值非常有必要。本文以此為背景，從三方面研究粉土內(nèi)抗滑樁樁間土拱形成規(guī)律，采用鄭州黃河公路大橋中游段粉土，分組進行室內(nèi)模型實驗，根據(jù)實驗現(xiàn)象和實測數(shù)據(jù)分析樁間土拱的成拱規(guī)律和粉土內(nèi)合理樁間距與樁寬比值；采用離散元法進行PFC二維數(shù)值模擬，與室內(nèi)試驗結果進行對比總結；進一步研究合理樁間距范圍及成拱規(guī)律；根據(jù)數(shù)值模擬結果中拱腳形成位置選擇

3、粉土內(nèi)土拱受力模型，在前人理論研究的基礎上對樁間距推導公式進行修正，通過工程實例對比，選擇適合粉土的樁間土拱模型及樁間距推導公式。主要內(nèi)容包括4個方面。
　　1.選取鄭州黃河公路大橋中游段粉土，建立縮小比例的室內(nèi)樁土模型，進行不同樁間距（2倍樁寬、3倍樁寬、4倍樁寬、5倍樁寬）和滑坡推力（0.6KPa、0.9KPa、1.2KPa、1.5KPa、1.8KPa）的分組實驗，研究不同滑坡推力和樁間距對樁間土拱形成及破壞的影響，通過觀察樁

4、間土體破壞現(xiàn)象、記錄各組樁頂位移值、監(jiān)測樁后樁身不同深度的應力及彎矩分布，得到樁間距、滑坡推力對土拱形成及破壞的影響規(guī)律，并初步得到粉土內(nèi)合理樁間距與樁寬比例關系，及合理樁間距條件下土拱承載力與其余組別比值。
　　2.數(shù)值模擬尺寸選擇以實驗尺寸為依據(jù)，采用PFC離散元法對樁土平面進行數(shù)值模擬，利用軟件自身優(yōu)勢，通過對加載過程中樁間土拱的形成、破壞進行微觀觀察及標定土拱形成及破壞過程中土體顆粒位移范圍，得到樁間土體的應力分布、土體移

5、動趨勢、土體顆粒位移范圍，根據(jù)模擬結果得到粉土內(nèi)樁間土拱形成及破壞規(guī)律，將PFC模擬結果與實驗結果進行對比分析，確定粉土內(nèi)合理樁間距取值范圍、合理樁間距條件下樁間土拱承載力、土拱形成過程中樁間土體位移與樁寬比值，并根據(jù)細觀模擬結果得到粉土內(nèi)拱腳形成位置為樁后，根據(jù)本文研究結果確定粉土內(nèi)土拱受力模型為直接型。
　　3.用粉土土體參數(shù)來重新定義拋物線形拱軸線表達式，研究粉土土體參數(shù)對拱軸線表達式的影響程度，并得到合理樁間距條件下土拱拱