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软土地基中被动桩与土体的相互作用及其工程应用

李仁平

  本文在总结和阐述现有被动桩土压力理论、试验成果和计算方法的基础上,结合具体的工程问题对被动桩与土体相互作用问题展开了研究。首先,本文总结了流动土的位移模式,分析了被动桩的变形机制,提出了桩土相互作用力与桩土间相对位移的关系模型,即双曲线和理想弹塑性模型,应用该模型可进行基于土体位移的被动桩侧向反应分析。其次,将桩土相互作用力与桩土间相对位移的理想弹塑性关系模型推广到了基于土压力的分析方法中,并在分析中引入了侧向力动员因子α_m的概念。文中提出了二种新的基于土压力的被动桩受力分析方法:一是考虑横梁约束作用的排架结构被动桩的受力分析方法,二是能够考虑桩土体系参数及侧向土压力沿深度任意变化的被动桩受力分析方法。然后分别以码头桩基和桥头桩基为实例采用上述方法进行了受力分析。文中还提出了根据码头容许位移和桩身容许弯矩确定桩的容许侧向力动员因子[α_m]的分析方法。本文将简化Bishop法推广到了抗滑桩加固土坡后的情况。在土坡的稳定分析中先假定侧向力动员因子α_m值与土坡的安全系数F有关,即取α_m=1/F。然后通过桩的稳定分析确定出桩的容许侧向力动员因子[α_m],比较[α_m]和1/F,取α_m={[α_m],1/F}_(min),以保证滑动面以上部分流动土体对抗滑桩产生的推力不小于桩的容许抗力。实例分析表明,这样的做法能得出满意的分析结果。该方法能够同时反映因设置抗滑桩而引起土坡安全系数和最危险滑面位置的变化。文中还讨论了利用抗滑桩加固土坡时,桩的径距比、布桩位置等因素对土坡安全系数的影响,并提出了采用抗滑桩加固土坡设计方法的具体步骤。本文还利用有限元法分析了抗滑桩——土坡系统的稳定性。实例分析表摘 要浙江大学博士论文:软土地基中被动桩与土体相互作用及其工程应用 李仁平,200明:本文的简化BIShop推广法与有限元法的分析结果有很好的一致性,从而验证了简化BIShop推广法的可靠性。比较而言,本文的简化BIShop推广法能够考虑桩间距任意变化的工程情况,而有限元法只能将桩排按板桩来模拟,在桩间距较大时,难以反映实际情况。最后,本文分析了杭州某码头利用抗滑桩加固码头岸坡的堆载试验,然后运用本文所提出的方法系统地分析了岸坡的整体稳定性、码头桩基的受力及采用抗滑桩后码头岸坡的稳定性,并将分析结果与现场试验结果进行了比较,验证了本文方法的可靠性和实用性。……   
[关键词]:位移模式;抗滑桩;桩土相互作用;码头岸坡;最小安全系数;桩土体系
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:浙江大学2001年
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