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预应力锚索框架的作用机理及工程效果评价

作　者: 李皆准
导　师: 崔江余
学　校: 北京交通大学
专　业: 岩土工程
关键词: 预应力锚索框架原型试验有限元强度折减法工程效果评价
分类号: U416.14
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 192次
引　用: 4次
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内容摘要

预应力锚索框架是随着预应力锚索技术在滑坡治理和边坡加固工程中大量应用而发展起来的一种新型支挡结构形式。随着我国交通事业的发展,高等级公路边坡病害问题尤为突出,预应力锚索框架在公路高边坡的治理中发挥了越来越重要的作用,它具有造价低廉、施工方便,加固效果显著和使用面广等优点。但是,目前预应力锚索框架实践超前于理论,其作用机理和工程效果有待于进一步探索和分析。本文结合西部交通建设科技项目《元磨高速公路边坡病害群工程效果评价及应对措施研究》,主要研究内容如下:1.在查阅相关文献资料的基础上,介绍了预应力锚索框架的几种理论计算方法,并将其相互比较,给出预应力锚索框架合理的计算方法,并在现场试验中验证方法的可靠性;2.选择三个预应力锚索框架加固边坡的典型工点,进行现场原型试验,并对其中一个工点的进行了重点介绍,研究锚索拉力、框架内力和地基抗力等变化规律,进而研究预应力锚索框架的作用机理,并为预应力锚索框架加固边坡工程效果评价提供依据;3.选择典型工点对预应力锚索框架采用有限元强度折减法进行数值模拟,验证了预应力锚索框架加固边坡的有效性;4.提出预应力锚索框架工程效果的评价标准及方法,并选择了典型工点,对预应力锚索加固的效果进行了评价,为以后相关边坡工程效果的评价提供借鉴。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
1 绪论  11-17
  1.1 问题的提出  11
  1.2 研究的目的和意义  11-12
  1.3 国内外研究现状及存在问题  12-15
    1.3.1 预应力锚索框架的应用历程  12-14
    1.3.2 预应力锚索框架的研究现状  14-15
    1.3.3 边坡工程治理效果评价研究现状  15
    1.3.4 预应力锚索框架在应用和研究中存在的问题  15
  1.4 主要研究内容  15-16
  1.5 研究的技术路线  16-17
2 预应力锚索框架的基本概念和理论  17-35
  2.1 预应力锚索框架的基本概念  17-21
    2.1.1 预应力锚索框架的结构组成  17-18
    2.1.2 预应力锚索框架的优点  18-20
    2.1.3 预应力锚索框架的选用原则  20-21
  2.2 预应力锚索框架的计算方法  21-31
    2.2.1 单根梁内力计算的弹性地基梁的解析法  21-23
    2.2.2 单根梁内力计算的弹性地基梁有限差分法  23-25
    2.2.3 框架内力计算的结构对称简化解析法  25-26
    2.2.4 框架内力计算的节点对称简化解析法  26-28
    2.2.5 框架内力计算的有限差分法  28-29
    2.2.6 刚性支座上的连续梁法  29-31
  2.3 各种计算方法的比较  31-34
    2.3.1 计算流程对比  31-32
    2.3.2 计算方法的可靠性对比  32-33
    2.3.3 计算方法的选用  33-34
  2.4 本章小结  34-35
3 预应力锚索框架的现场测试与结果分析  35-51
  3.1 试验目的和意义  35
  3.2 试验内容及方案  35-37
    3.2.1 试验内容  35-36
    3.2.2 试验方案  36-37
  3.3 试验工点概况及结果分析  37-45
    3.3.1 K301+320～+900左侧高边坡工点概况  38-40
    3.3.2 K301+320～+900左侧高边坡试验结果与分析  40-45
  3.4 原型试验主要结论  45-51
    3.4.1 关于预应力锚索拉力的结论  45-48
    3.4.2 关于框架弯矩的结论  48-49
    3.4.3 关于框架位移的结论  49
    3.4.4 关于框架与边坡接触应力的结论  49-51
4 预应力锚索框架的有限元模拟分析  51-59
  4.1 有限元强度折减法的基本原理  51-53
    4.1.1 有限元强度折减法的概念及特点  51
    4.1.2 有限元中边坡失稳的判据  51-53
  4.2 数值模拟工点概况  53-54
    4.2.1 边坡工程地质条件  53
    4.2.2 边坡破坏模式分析  53
    4.2.3 边坡加固设计方案及工程措施  53-54
  4.3 有限元强度折减模型的建立  54-56
    4.3.1 模型的建立  54-55
    4.3.2 计算边界和网格划分  55
    4.3.3 计算参数  55-56
  4.4 有限元强度折减法模拟结果分析  56-58
    4.4.1 工况一:未施工开挖前的初始应力作用  56
    4.4.2 工况二:边坡开挖后未支护时的计算  56-57
    4.4.3 工况三:加固工程后的数值分析  57-58
  4.5 本章小结  58-59
5 预应力锚索框架的工程效果评价  59-83
  5.1 预应力锚索框架的工程效果评价标准  59-62
    5.1.1 边坡稳定性分级标准  59
    5.1.2 边坡病害治理工程措施技术状况(缺损状况)评定标准  59-61
    5.1.3 边坡病害治理工程措施安全等级划分标准  61-62
  5.2 预应力锚索框架工程效果的评价方法  62-75
    5.2.1 预应力锚索框架缺损病害调查分析  62-67
    5.2.2 预应力锚索框架技术状况评价  67-70
    5.2.3 预应力锚索框架局部作用的工程效果评价  70-72
    5.2.4 预应力锚索框架整体作用的工程效果评价  72-74
    5.2.5 预应力锚索框架工程效果的半定量评价方法—宏观迹象评价法  74-75
    5.2.6 各种评价方法的可靠性分析  75
  5.3 预应力锚索框架工程效果评价实例  75-82
    5.3.1 工程地质条件  75-76
    5.3.2 设计概况  76-77
    5.3.3 工程效果评价  77-82
  5.4 本章小结  82-83
6 主要结论及展望  83-85
  6.1 主要结论  83-84
  6.2 未来工作展望  84-85
参考文献  85-88
学位论文数据集  88

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