微型桩加固边坡的动力响应特征及抗震计算方法研究

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近年来由于地震频发造成的损失越来越大,使得地震条件下结构物的支护设计显得尤为重要,边坡及其加固方面的抗震问题也受到越来越多研究者的关注。微型桩是近二十年来才发展起来的一种新型支护方法,应用历史较短,因此对于微型桩及其组合结构的设计计算理论还不成熟,尤其是在横向动荷载作用下抗滑微型桩的受力特征、加固机理及破坏模式等问题的研究很少。本文采用有限元软件FLAC对动荷载下微型桩的有关问题进行了探讨,研究主要包括微型桩加固边坡的动力响应特征和微型桩组合结构的抗震计算方法。通过FLAC数值计算对比分析了静、动荷载下无桩边坡的破坏机制,研究了地震动参数(频率、振幅、持时)对边坡动力响应的影响,进而在确定了较为不利的地震动参数基础上计算分析了不同微型桩组合结构加固边坡的动力响应特征,其中不同微型桩组合结构型式包括不同的桩排数(两排、三排、四排)及不同桩顶板厚度(O.1m、0.3m、0.5rn、0.7m),根据不同结构型式下边坡的动力响应特征及微型桩结构内力确定出,以三排9根(3×3)微型桩和顶板厚度为0.5m的型式组合在一起的微型桩结构较为合理。针对确定的合理抗震结构型式,并基于其地震动力响应特征,建立了微型桩组合结构的两种抗震计算方法(动力简化法和拟静力法),主要包括:(1)确定出静、动荷载下微型桩受荷段桩侧坡体压力简化分布模式:(2)通过简化动荷载分布模式、静荷载分布模式结合动力放大系数法分别计算微型桩组合结构内力。比较两种方法计算结果,并将其与数值模拟结果进行综合对比分析,结果表明理论计算值与有限元分析值的误差在20%之内,且其中动力简化法更具有合理性。本文关于地震荷载下微型桩加固边坡的研究,有助于进一步认识地震条件下加固边坡的微型桩组合结构的受力特性,可为微型桩结构的抗震设计提供参考。
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