文献类型：学位论文

中文题名：薄壁轻型钢轨抗滑挡墙抗滑能力的影响因素分析与应用研究

作者：舒天白[1];

机构：[1]绍兴文理学院;

导师：任伟中;绍兴文理学院|陈浩;绍兴文理学院

授予学位：硕士

语种：中文

中文关键词：钢轨抗滑挡墙;强度折减;设桩长度;桩径比;优化设计

中文摘要：国内外学者们对常见的抗滑结构如微型桩、挡墙以及桩墙组合结构的研究较多,但鲜有对钢轨抗滑挡墙的研究。作为一种新型支挡抗滑结构,钢轨抗滑挡墙主要是由钢轨抗滑桩和挡土墙两部分组成,钢轨桩竖向放置,桩身上部与挡墙连接,下部则通过将钢轨桩与浆液混合并锚固在稳定土层中。和传统的钢轨桩与挡墙结构相比,具备工艺简单、施工便捷、抗滑能力强等优点,但目前在系统性理论研究上尚未形成成熟且完备的理论。在钢轨抗滑挡墙结构的设计中,除了满足边坡下滑力的要求,协调处理好钢轨与挡墙间的受力,更好地发挥结构功能性和经济的要求同样重要。本文借助ABAQUS有限元数值模拟软件,针对边坡中钢轨抗滑挡墙的一般性参数变量对抗滑能力的影响进行了探讨。通过建立薄壁轻型钢轨抗滑挡墙力学模型,展开钢轨抗滑挡墙结构的受力平衡分析,详细描述了钢轨抗滑挡墙中各部间的受力关系。根据桩身弯矩的受力特点和综合边坡体的变形特征可对挡墙下部钢轨桩长进行设计与调整,若桩长布置不当,挡墙与桩间的接触部位集中应力现象就会扩大,可能影响到功能部件的正常使用,产生的应力现象主要分布在挡墙与桩顶的交接处以及桩土分界处。当钢轨抗滑挡墙中为多排桩时,分析时不过多考虑桩间的土体绕流,推导了桩间距的计算式。钢轨的锚入深度应充分考虑锚固段地层的土体特性,可以根据经验公式初步确定锚入深度,在软弱岩土层中,挡墙下部的桩锚深度一般为1/3～1/2的总桩长,在坚硬的岩石土层中,挡墙下部的桩锚深度一般选为1/4的总桩长。使用ABAQUS有限元软件,选取影响钢轨抗滑挡墙抗滑能力的若干因素,建立三维边坡的数值模型,得出以下结论:（1）钢轨抗滑挡墙中钢轨的桩型不同,抗滑能力也有所区别,其中24#与30#的钢轨以及38#和43#的钢轨对钢轨抗滑挡墙在边坡中抗滑力的影响接近;（2）与挡墙的墙身混凝土标号的选型相比,钢轨的选型对钢轨抗滑挡墙的抗滑力影响更大;（3）当挡墙下部钢轨锚入在均质土层中时,挡墙以下的桩长为总桩长1/2时钢轨抗滑挡墙的抗滑力最大;（4）当挡墙下方的土体分别为均质土层和稳定地层两类不同土时,锚入至稳定地基土中的桩长是其上方均质土体内桩长的3/4-5/4时钢轨抗滑挡墙的抗滑力最大;（5）钢轨抗滑挡墙结构中设置多排桩时,桩径比s/d设为5或6为宜;（6）在钢轨抗滑挡墙设计中,伸入至挡墙内部桩长为挡墙高度的4/9～5/9时为宜。选取位于某国道右侧下方边坡作为工程案例,对该边坡原设计治理方案后的坡内关键点位移以及坡体安全系数进行运算,再根据钢轨抗滑挡墙优化建议提出新的治理方案,并对治理后的边坡重新验算其稳定性,通过前后方案的对比,发现钢轨抗滑挡墙结构不仅节省了约17余万的工程造价,也大大提高了抗滑结构的抗滑力,增加了整体边坡的稳定性。