【摘 要】
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边坡工程是土木工程的主要研究和应用领域,其中土-岩复合边坡是一种典型的边坡类型,其主要特点是土岩分界面常常成为边坡的潜在滑动面。对于边坡工程的加固治理来说,抗滑桩作为
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边坡工程是土木工程的主要研究和应用领域,其中土-岩复合边坡是一种典型的边坡类型,其主要特点是土岩分界面常常成为边坡的潜在滑动面。对于边坡工程的加固治理来说,抗滑桩作为一种有效的支挡结构物,广泛应用于滑坡及边坡的稳定性治理中。但由于抗滑桩周岩土的复杂性和易变性,目前抗滑桩的设计理论和计算方法尚不成熟,与工程实践还存在较大的差距,仍需进一步完善和改进,使其更接近工程实践。由于边坡一般因坡体材料的不同而分为岩质边坡、土质边坡和土-岩复合边坡,而目前抗滑桩治理边坡机理和计算理论的研究主要是针对土质边坡。为此,本文在前人研究成果的基础上,针对抗滑桩在土-岩复合边坡治理中的作用机理及其设计方法做了进一步探讨。
本文首先对边坡下滑推力的计算进行了研究,边坡下滑推力计算是抗滑桩设计计算的前提。在分析传统的传递系数法的基础上,考虑了地震力与地下水作用,按滑面稳定系数为条块滑动面上抗剪强度与剪应力之比,重新推导了其计算公式,得到了改进的传递系数法。其次,详细研究了桩前土体抗力的计算方法,在总结分析现行抗滑桩内力计算方法以及主要存在的问题的基础上,引入综合刚度原理和双参数法,建立了基于综合刚度原理和双参数法的抗滑桩挠曲微分方程,利用材料力学方法,推导出了刚性抗滑桩内力和位移计算公式;弹性抗滑桩的求解,采用有限差分法和有限单元法,利用有限差分法推导出了弹性抗滑桩内力和位移计算公式,利用有限单元法分析了弹性抗滑桩内力与位移求解过程。最后,基于上述得到的抗滑桩内力计算方法,采用有限单元法编制了《土-岩复合边坡抗滑桩内力分析与设计系统》软件,该软件为用户提供了友好、方便的面向对象的前处理平台,形成了集设计、分析计算及绘图于一体的计算机辅助设计系统,从而实现了快速化、系统化的抗滑桩设计计算。通过实例计算说明,采用基于综合刚度原理和双参数法的计算方法,选取适当的土的计算参数,能够得到合理的、可靠的抗滑桩桩身位移和内力,编制的软件可以解决一些实际的工程问题。
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