山地建筑边坡抗滑桩分级支挡相互影响及设计优化研究

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山地建筑在我国西南地区十分常见,这些建筑大都位于坡体环境中,由于施工场地的紧张,用地红线的限制,安全与经济效益的矛盾,为避免形成高陡边坡工程,我们常采用分级支挡的方式进行支护。为发挥工程最大经济效益,分级支挡的抗滑桩常常处于相互影响状态,而抗滑桩分级支挡相关研究较少,相互影响机理复杂,给设计人员带来较大困扰。因此,山地建筑边坡抗滑桩分级支挡相互影响问题已成为山地建筑边坡目前面临的严峻问题之一。本文主要针对一般均质体边坡中抗滑桩分级支挡的相互影响问题,采用有限元分析软件MIDAS GTX NX对不同平台宽度、分级高度、基坑开挖间距下抗滑桩分级支挡进行数值模拟,通过怒江某山地建筑边坡工程实例来进一步反映前、后排桩相互影响规律,结合结构弹性支点法联合求解模型对设计方案进行比选、优化。主要研究内容和成果如下:(1)从边坡破坏模式来看,随平台宽度L的增大,边坡分级支挡的破坏模式大体可分为整体式破坏、关联式破坏、分离式破坏三种类型。(2)整理经典土压力及坑中坑主动土压力相关理论后,通过有限元法与弹性支点法对比分析,验证结构弹性支点法联合求解模型的可靠性,提出该理论模型的适用范围。(3)采用有限元分析软件MIDAS GTX NX对不同平台宽度、分级高度、基坑开挖间距下边坡的稳定性及前、后排桩弯矩、位移、土压力等变化情况进行分析,找出前、后排桩相互影响界限及规律。(4)结合怒江某山地建筑边坡工程实例,运用数值模型来分析前、后排桩相互影响规律,引入结构弹性支点法联合求解模型对三种支护方案进行内力计算,从可行性、安全性、经济性三个方面对方案进行比选,确定方案二为最终方案。(5)最后,采用结构弹性支点法联合求解模型对最终方案的桩长、桩径、锚索倾角等设计参数进一步优化。
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