预应力锚索桩板墙变形特性研究

为了掌握预应力锚索桩板墙的变形规律,查明其影响变形的参数,通过现场实测与数值计算方法对预应力锚索桩板墙的变形进行了研究。实测结果表明,预应力锚索桩板墙在施工阶段最大变形发生在墙的中部,施工完成后,由于锚索的预应力损失、岩土体蠕变以及车辆荷载的作用等原因,变形最大位置逐渐转移到了墙的上部;计算结果表明,墙后填料强度、墙背粗糙度、桩板的柔度、锚索预应力和位置等都对挡墙的水平位移影响显著。为控制挡墙的最大变形,在填料选择方面,要采用变形模量较大,摩擦角较大的填料进行填筑,填料摩擦角以不能低于20°为宜;在桩板的选择方面,要保证桩板粗糙度较大,桩板柔度较小的桩体,桩板的柔度系数宜控制在0.25～0.5范围内;在锚索预应力的大小与作用点位置选择方面,锚索预应力不宜超过600 kN,单排锚索宜作用在0.2H～0.3H高度位置。     

预应力锚索抗滑桩协同工作机理

预应力锚索抗滑桩作为一种新型抗滑支挡结构,是由锚索和桩两种材料组成的结合体。只有这两种不同材料共同发挥作用,锚索抗滑桩才能具有实际有效的抗滑功能。研究锚索抗滑桩协同工作机理问题,目的是建立桩锚变形协调计算模型,以及相应的变形协调方程,为预应力锚索抗滑桩设计锚索拉力提供理论依据。     

预应力锚索桩板墙设计绘图系统的研究

根据高轻型支挡结构的设计理论和计算方法,建立预应力锚索桩板墙计算机辅助设计模型,采用基于施工工况的弹性地基梁有限差分法开发出预应力锚索桩板墙设计、计算绘图系统软件,解决了如何准确快速地对预应力锚索桩板墙进行计算、设计及绘图这一难题．从而大大提高设计绘图效率。     

弹塑性共同变形法和弹性支点法在锚索钢板桩支护结构设计中的比对研究

采用弹塑性共同变形法和弹性支点法对两个锚索钢板桩基坑支护工程进行计算分析,比较这两种方法的计算结果,并将计算结果与现场监测数据进行对比。结果表明:由于锚索钢板桩支护存在桩变形大、抗弯刚度小及锚索预应力较大的特点,弹塑性共同变形法更适宜用于锚索钢板桩支护结构的计算,而弹性支点法则严重低估钢板桩水平位移,并影响锚索最优位置的选择。最后,参考弹塑性共同变形法,提出了一种基于弹性支点法的修正计算方法,该方法可修正弹性支点法对锚索钢板桩支护结构的计算误差,为锚索钢板桩支护结构设计提供了一种新方法。     

预应力锚索桩计算理论的研究现状和对其力学模型的探讨

尽管锚索桩在我国的边、滑坡治理工程中应用得非常多,但其设计计算理论却并不完善,远滞后于工程实践。现有的锚索桩计算模型只是在普通抗滑桩计算模型的基础上作简单修改后得到的,仅仅增加了锚索对桩的约束条件,这样虽能反映锚索桩是一种受约束的桩,却不能反映锚索桩主动式受力的特点。该文通过对桩锚协调变形机理的分析,探讨了一个合理、真实、完整的预应力锚索桩计算模型的三个重要环节,并建立了更加合理的桩锚协调变形方程。     

预应力锚索桩在明挖地铁站中的应用

预应力锚索桩作为一种新的深基坑支护形式,因其良好的力学特性以及便利的基坑作业空间等独特优势在宽大深基坑支护工程中得到应用。以沈阳某地铁站端头厅明挖基坑支护的设计和施工为例,介绍了预应力锚索桩的工作机理、横向变形约束地基系数法的计算假定条件、计算方法和主要设计内容,可为类似工程提供参考和借鉴。     

预应力锚索抗滑桩的改进计算方法

针对现有预应力锚索抗滑桩计算中存在的问题，提出了改进计算方法，即根据预应力锚索抗滑桩的实际施工过程和受力条件分阶段计算，特别在第1阶段计算预应力作用下抗滑桩的内力时应该考虑桩后滑面以上岩土体的反力作用。通过算例对现有计算方法和改进计算方法的计算结果进行分析比较，并通过与抗滑桩实测内力结果的对比分析表明，改进计算方法由于理论上的合理性使其计算结果更接近实测值，这对预应力锚索抗滑桩在滑坡整治工程中的合理设计具有重要意义。     

预应力锚索桩板墙的设计与施工要点

对昆明市北厢工程西线东段K0 145~K0 300段右侧边坡成功采用的预应力锚索桩板墙支挡工程的设计及施工进行了研究,提出预应力锚索桩板墙的设计计算方法与施工要点。根据边坡挡护所处的特殊地理环境,提出采用预应力锚索桩板墙这一新型的边坡支挡结构型式,并从理论上、实践上进行总结。     

预应力锚索围护桩支护方案可行性有限元分析

在岩土及地下结构工程中，预应力锚索，围护桩等地下结构在一定的受力条件下既可能与其相互接触的土体产生开裂又可能产生错动滑移现象，为了较真实地反映接触面间的这种受力特性，通过引入一种可以模拟开裂和错动滑移现象的接触面单元，对预应力锚索和围护桩与土体间的相互作用进行模拟，提出了预应力锚索施工过程的简化模拟方法，并运用同济曙光岩土及地下工程设计与分析软件对某基坑预应力锚索围护 支护方案进行了基坑动态施工全过程模拟，计算得到了该基坑施工过程地表位移，临近建筑物基底沉降，围护桩位移，受力和预应力锚索轴力，并据此计算结果分析了该支护方案的可行性。     

高路堤预应力锚索桩板墙承载特性分析

以昆明—曼谷国际公路k70路堤加固工程为背景,采用原位测试方法,完成了不同工况下预应力锚索桩板墙承载特性的现场试验。通过观测结构位移、土压力、桩身内力以及锚索预应力等,系统分析了预应力锚索桩板墙的受力特性与力学行为。锚索桩板墙对高路堤的加固效果显著,填筑初期结构位移随填土高度线性增加,锚索施工后增速有所减缓;初始填筑阶段,抗滑桩变形以刚性倾斜为主,随着锚索张拉和桩后填土不断增高桩身产生了较为明显的弯曲变形。作用在抗滑桩后的土压力大致呈三角形分布,板后土压力大致呈抛物线型分布;相同埋深条件下作用在抗滑桩上的土压力明显大于挡板,原因在于相邻抗滑桩间产生了明显的土拱效应,下部相邻抗滑桩间的土拱效应更强;与解析解的对比结果表明,实测最大桩后土压力与滑坡推力接近,远小于被动土压力;实测板后土压力与主动土压力接近,工程设计中可选取Rankine主动土压力作为挡板的设计荷载,在不利位置采取增大板厚等措施避免挡板发生破坏。采用弹性弯曲梁理论对锚索桩板墙内力计算的结果与实测结果基本一致。张拉锁定初期锚索预应力损失较大,约为设计荷载的10%,后期锚索预应力逐渐趋于稳定,锚索预应力长期损失约为设计荷载值的12%~15%。     

牌坊坝滑坡双排桩+锚索支护性能研究

相对于单排桩而言,双排桩侧向变形刚度大,抗变形能力强、承载力更高,当采用单排桩难以满足抗滑力要求时,常采用双排桩形式。然而,双排桩受力复杂,特别是有预应力锚索共同支护这种特别复杂情况下,结构体各部分内力分布、相互作用关系及相关的设计和计算方法都还不成熟。本文在总结前人成果的基础上,将有限元强度折减法引入到双排桩+锚索的计算中,并在牌坊坝滑坡工程中得到了运用。研究表明,双排桩+锚索是一种有效的支护形式,它不仅能极大的提高边坡抗震性能及变形能力,还能显著的提高边坡的动静力安全性,值得在工程中推广。     

预应力锚索桩板墙的地震响应及影响参数研究

汶川地震震害调查表明,使用预应力锚索的桩板墙变形协调性更好,抗震性能提高,但目前在预应力锚索桩板墙的抗震设计理论研究方面仍比较落后。本文利用FLAC^3D对预应力锚索桩板墙的地震响应特征进行了研究,包括桩身土压力分布、桩身变位及锚索内锚段应力的动力响应特性等,并通过改变地震动参数、材料参数和结构设计参数,进行了多种工况的分析,系统研究了影响参数对桩-土-锚动力耦合相互作用规律的影响。通过对FLAC^3D的数据分析,其研究结果表明:锚索限制了桩板墙结构的运动,墙后土压力在锚索附近显著增大;桩前基础表面的土体易损坏,因此,应高度重视桩前位置,这对抗震设计有积极影响;随着内聚力和内摩擦角的增大,桩的位移、应力和锚固轴力等减小;锚索存在临界有效锚固长度,在临界范围内,通过减小桩间距来提高加固效果并不明显。研究成果加强了对预应力锚索桩板墙抗震表现的认识,也为深化抗震机理研究提供了可靠的依据。     

内撑式与锚拉式排桩相结合的深基坑支护技术

某工程基坑开挖深度大,施工环境复杂.经过方案比选,采用内撑式排桩与锚拉式排桩相结合的基坑支护结构形式,基坑上部设2道钢筋混凝土支撑,下部设2道预应力锚索.详细介绍了旋挖灌注桩、旋喷桩、内支撑以及预应力锚索的施工技术,提出了施工注意事项.监测结果表明,基坑变形小,技术经济效益明显.     

抗滑桩预应力锚索施工技术

通过抗滑桩预应力锚索的施工,总结了抗滑桩预应力锚索的施工顺序、方法和工艺,并提出了抗滑桩预应力锚索施工的质量控制要点,对类似工程的设计、施工具有指导作用。     

有限元法分析抗滑桩的适用条件

预应力锚索抗滑桩作为治理滑坡的主流措施,由于其改变了普通抗滑桩不合理的悬臂受力状态,大幅度地减小了桩身弯矩、桩截面及埋深,近二十年来得到广泛的应用。但不同滑坡条件下最适宜采用何种结构形式的预应力锚索抗滑桩,是值得研究的问题。本文用有限元法分析了不同推力情况下普通抗滑桩、单锚抗滑桩及多锚抗滑桩内力分布,进行了力学比较,得出了不同结构形式的抗滑桩的适用条件,可供抗滑桩设计参考应用。     

有限元法在工程接触现象中的应用研究

对于成形过程中具有几何大变形的体内预应力钢结构,索与结构的接触摩擦将会耗散大量能量,不搞清楚接触工作情况,就无法准确确定索力,同时也无法准确认识结构成形过程受力状态和预应力情况.本文采用接触有限元法对成形过程中具有几何大变形的预应力结构进行了接触成形过程研究,提出采用直接约束法可以较好地模拟此类接触问题.本文研究对施工中索力控制具有指导意义,同时为几何大变形预应力结构的设计提供一条新的途径.     

锚固边坡楔体稳定性地质力学模型试验研究

以李家峡水电站左岸岩质高边坡加固工程为背景，采用地质力学模型试验方法，完成了预应力锚索加固边坡模型和无锚索加固边坡模型的对比试验，研究边坡双滑面楔体稳定性和锚固效应的问题。给出了复杂岩体边坡和预应力锚索体的相似物理模拟方法，锚固和未锚固状态下边坡双滑面楔体的相对位移和绝对位移的变化形态、锚索预应力时程变化特征、锚索轴力变化特征以及边坡不同部位的锚索的受力破坏特点等结果。在此基础上，对上述两种状态下边坡楔体的安全稳定性进行了计算和对比分析，结果表明锚固边坡比无锚固边坡安全系数高1.4倍以上，并总结给出了预应力锚索对边坡双滑面楔体的加固效应。     

大跨度煤场封闭结构预应力体系研究

针对顶部曲线较平缓的大跨度拱形钢结构,通过设置可抵抗拱方向荷载的张弦索和可抵抗反拱方向风吸力的斜索,形成了预应力张弦索-斜索钢桁架结构体系,同时改善了拱形结构体系在不同方向荷载作用下的受力性能。采用有限元分析与实际工程设计相结合方式,以西来峰煤化工分公司焦化厂二期储煤场封闭项目为例,对非预应力钢桁架结构体系、预应力张弦钢桁架结构体系、预应力张弦索-斜索钢桁架结构体系方案进行了体系选型研究。对上述3种结构体系的支座反力、主拱桁架弦杆轴力、结构竖向变形等方面进行对比分析,证明了张弦索-斜索钢桁架结构体系的优越性,同时针对预应力张弦索-斜索钢桁架结构体系进行了布索方案分析,分析改变张弦索和斜索锚固端位置对结构弦杆受力及变形的影响,得出了张弦索布索范围覆盖拱架上弦受压区、锚固端位置接近拱架曲率最大处时,斜索上锚固端在拱架跨度的35%~40%位置时,对结构最有利;另外对张弦索、斜索的初拉力取值进行了方案比选,得到了拉索初拉力取值对结构杆件内力的影响规律,确定了张弦索、斜索初拉力取值均为1000kN较为合理。     

微型桩-锚组合新结构抗滑特性的数值分析

针对微型桩加固滑坡时容易出现侧向变形的缺陷,笔者基于综合排桩刚架结构与拉锚式挡土结构形式优点的研发思路,提出了一种微型桩-锚组合抗滑新结构。利用FLAC^3D分析了新结构的变形与受力特性,并与传统刚架式微型桩结构进行了比较。结果表明:相比普通刚架式结构,新结构加固后的边坡位移场和桩顶水平位移明显减小,其加固效果和抗滑能力更优;斜向预应力锚索增强了微型桩的侧向刚度,结构变形曲线相对平缓;桩体弯矩、剪力分布相对均匀,发挥了结构的整体受荷能力,且峰值有所降低;除抗弯和抗剪作用外,微型桩还起到轴向作用,尤其是顺坡桩侧摩阻力作用明显;锚索拉力随边坡变形累积而逐渐增大,可以利用稳定地层的自承能力分担部分滑坡荷载;由于锚索预应力的主动施加,结构对桩后土体起到预加固作用,系梁附近桩侧土压力明显增大。研究结果可为该新结构的设计提供一定理论依据。