水泥搅拌桩重力式挡土结构抗倾覆稳定性分析新方法

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水泥搅拌桩重力式挡土墙因施工简便、造价低廉被广泛应用于开挖深度较浅的基坑工程中。水泥土挡墙多因其抗倾覆原理不明确、破坏机理复杂、转动中心难以确定等诸多因素而发生倾覆失稳破坏,因滑移而失稳破坏的案例较少。现行规范中的抗倾覆稳定设计方法未能考虑到墙身倾覆机理的复杂性,无视挡土墙与地基土之间的相互作用,使设计结果与实际情况存在较大差别。为进一步加深对水泥搅拌桩重力式挡土墙抗倾覆稳定性的研究,本文采用以室内模型试验和有限元数值分析相结合的方法对水泥搅拌桩重力式挡土墙抗倾覆稳定性和基底反力分布模式展开了研究。本文的主要工作及成果有以下几个方面:1.对当前水泥搅拌桩重力式挡土墙抗倾覆稳定性分析方法的研究成果进行了综述,认为目前水泥搅拌桩重力式挡土墙抗倾覆稳定性研究大多集中于正常使用阶段,对倾覆失稳破坏模式的研究较少,研究成果距离实际应用仍有较大差别。2.开展了基坑开挖及超载作用下的室内模型试验,对水泥搅拌桩重力式挡土墙的倾覆失稳破坏模式和基底反力分布模式展开了研究。设计试验模型,对不同尺寸、有无荷载情况下挡土墙位移和土压力分布规律进行了研究。3.采用ABAQUS软件建立水泥搅拌桩重力式挡土墙模型进行了数值模拟,分析了水泥搅拌桩重力式挡土墙位移和土压力的分布规律,并与模型试验结果进行了对比分析,重点对基底反力的分布模式和转动中心的位置作了探讨。4.通过提取土体不同区域不同测点处的应力路径,分析了挡土墙的抗倾覆稳定性,确定了水泥土挡墙的倾覆失稳破坏模式,提出了一种实用的抗倾覆稳定设计方法,并验证了其可行性及合理性。
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