微型钢管抗滑桩（群）-土复合结构体工作机理及耗能能力研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
41172327
项目类别：
面上项目
资助金额：
67.0万
负责人：
王刚
依托单位：
成都理工大学
学科分类：
D0706.环境地质学
结题年份：
2015
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2015-12-31

项目参与者：
王琼梅；周舒；高涌涛；裴钻；胡潇；郑光；
关键词：
耗能能力空间协同数值模拟微型钢管抗滑桩（群）工作机理

项目摘要

围绕微型钢管抗滑桩（群）治理地质灾害这一技术，首先进行单向模型静力试验，探索考虑空间协同工作时，由于排间距、列间距、布置方式、承台形式等因素的不同，对滑坡推力在各排、列桩间的分配和桩内力、变形的分布规律及其极限承载能力等的影响；再通过低周往复拟静力试验，对桩-土复合结构体在地震作用下从弹性到弹塑性直至破坏的全过程进行研究，了解其破坏特征、强度、阻尼、刚度衰减等，根据滞回曲线，量化并比较其地震耗能及变形能力。采用有限元分析，对各种情况进行数值模拟。结合实际工程，研究足尺微型钢管抗滑桩（群）-土复合结构体的受力性能、变形特征及桩间土压力分布。在模型试验、数值模拟、足尺试验以及理论分析的基础上，结合坡角、桩排距、桩间距、承台或连梁方式等情况，探索微型钢管抗滑桩（群）-土复合结构体考虑空间协同的工作机理及地震耗能能力；

结项摘要

微型钢管抗滑桩具有施工周期短、对场地适应性强、环境影响小等特点，在工程中被广泛运用，但是由于其结构复杂，受力机理尚处于研究的初级阶段，设计理论尚不完善，导致其理论研究滞后于工程实践。.本课题主要的工作包含两大部分：第一，微型钢管抗滑桩-土复合结构体的抗滑机理研究；第二，微型钢管抗滑桩-土复合结构体的抗震性能研究。.物理实验模拟着重对连梁、微型钢管桩的受力情况以及力的传递途经进行分析，分析结果表明：I.连梁的受力符合多跨连续梁受力模型，连梁受压区承受的力比受拉区小，连梁的受压区力的值波动比较大；II.从桩的受力弯矩图看出，弯矩图曲线存在3个以上极值点，表明桩的受力比较复杂；III.通过桩身弯矩随荷载增加而变化的情况，可以看出连梁的存在能使桩身的受力更加合理；IV.第一排与最后一排连梁和桩受力较大，中间两排连梁及桩受力较小，由此可以看出中间的桩和连梁在模型中起“力传递”的作用。.同时，数据分析发现桩身弯矩由于桩前、桩后土体的作用呈圆弧形分布特征。整个桩身的弯矩随着荷载的变化，呈现出动态变化。反弯点有时会上下浮动，有时则固定在同一点，桩身总能找到一个弯矩几乎时刻保持不变的点。从桩头往滑带处的轴力越来越大，随着作动器位移的加大，这种增大的趋势越来越明显。随着滑体滑动，桩身受到土体作用发生的倾斜的趋势越来越明显，桩后土压力沿桩身有一个分量，这个分量靠近滑带处比桩头处大，就是导致桩头的轴力比滑带处轴力小的原因。.多次单向静力试验和低周往复试验验证，该复合结构体的破坏形式为土体剪切破坏。抗滑桩附近的土体应力较为集中，而滑带处的土体更为明显，所以最先破坏。土体被抗滑桩切出深沟而剪切破坏。拟动力试验表明复合结构体滞回环较为饱满，刚度退化程度小，承载力较高，桩-土结构塑性变形性能优良，耗能特性较好。.同时，为了进行拟静力抗震试验，课题组研发了直剪式抗滑结构模型试验的低周往复型试验设备，设备主要由剪切系统和加载系统两大部分组成。