三維塌落拱的形成機理及其在邊坡工程中的應用研究.pdf

1、近年來，樁錨結構已廣泛地應用于邊坡、滑坡、基坑、大壩等工程中，但其設計理論研究卻滯后于工程應用。這是由于巖土體、樁、預應力錨索三者之間是一個共同的受力機體，它們相互約束與牽制，預應力的施加會改變支護結構上的土壓力分布，從而影響支護結構的內力。因此解決支護結構上的土壓力問題對工程設計至關重要，它是安全經濟的發(fā)揮支護結構功能的重要前提。
　　 在樁錨結構中，由于結構與巖土體的相互作用，土壓力在空間發(fā)生重分布。土壓力的重分布即土拱效應

2、，本文將這種空間土拱效應稱之為三維塌落拱效應。
　　 土拱是土體不均勻變形過程中逐漸形成的荷載傳遞形式，對巖土工程中應力場和位移場的變化和發(fā)展過程產生著重要影響。土拱效應以及與之相關的土壓力計算問題長期以來為工程界所關注，特別是20世紀以來，有關土拱效應的實測數據、模型試驗和理論研究的成果逐漸增多，并開始應用于實際工程中，且取得了較好的效果。但同時可以看出，迄今為止，有關土拱效應的理論研究尤其是空間方面土拱效應的理論研究還很不成

3、熟，人們對土拱效應的理解還不夠深入，在計算方法上仍存在著一些值得探討的問題，因此開展這方面的研究工作變得非常有必要。本文針對目前土拱效應理論的研究現狀，在前人研究工作的基礎上，對樁錨支擋結構的土拱效應進行了較為深入的研究，取得的主要研究成果包括：
　　 (1)從理論方面討論了樁錨結構中土拱的成拱機理和形成條件。全面總結了土拱的基本概念、形成機理、分類、存在條件、土拱拱腳存在形式以及土拱效應的影響因素；給出了土拱的破壞類型；詳細地

4、分析了水平土拱與豎向土拱形成機理與過程；并在前人的基礎上，提出了關于土拱拱腳存在形式及拱腳處持力結構的新見解；進一步完善了土拱存在條件理論，將土拱存在條件概括為強度條件。
　　 (2)成拱條件的研究?？偨Y分析國內外已有的土拱計算方法后，提出新的破壞模式，建立了新的土拱計算方法，推導出了臨界樁間距、塌落拱的拱高以及三維塌落拱內土壓力的計算公式。并分析了巖土體參數c、ψ值、樁間距L、樁寬B和深度z等對拱高和塌落拱內土壓力的影響。