预应力锚索格构梁体系的机理与设计方法研究

论文摘要

近年来，预应力锚索格构梁被越来越多的应用到边坡加固工程中。原因在于，预应力锚索格构梁的钢筋混凝土格构梁与坡面接触面积较大，而与格构梁相连接的预应力锚索的加固深层边坡效果很好，深层加固与浅层护坡二者合二为一。预应力锚索格构梁能充分发挥岩体的自承潜力，调节和提高岩土的自身强度和自稳能力，减轻支护结构的自重，节约工程材料，并能保证边坡的安全与稳定，具有显著的经济和社会效益，因此得到各行各业的高度重视并得以迅速发展应用。然而目前对预应力锚索格构梁的受力机理还缺乏研究也没有相应的规范来指导设计，因此加强对混凝土格构锚固体系中格构梁受力机理和设计计算的研究是十分必要的。本文通过MIDAS/GTS建立二维边坡模型，研究锚索的预应力值，截面尺寸，间距，打入角度等对边坡加固效果的影响，最后从边坡的加固效果及经济角度得出结论，对于本文所研究的这类均质粉质粘土陡边坡，当锚索的预应力值在500kN-600kN，截面取直径8cm，间距为4m，打入角度等于20°时，其加固效果最理想。在已研究的锚索参数的基础上，通过建立三维模型，研究格构梁的尺寸、间距对边坡加固效果的影响，得出了针对均质粉质粘土陡边坡情况下，格构梁边长尺寸在0.4m-0.45m，格构梁间距取4m时边坡加固效果最好，与二维模型计算结果相吻合。文中所获得的结论，对工程中的预应力锚索格构梁的设计计算有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• CONTENTS
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的理论意义和实用价值
• 1.2 国内、外研究现状与发展趋势
• 1.2.1 边坡加固技术的发展
• 1.2.2 预应力锚索格构梁的发展及应用
• 1.2.3 预应力锚索格构梁加固边坡的优点及适用条件
• 1.2.4 有限元的发展及应用
• 1.3 课题研究内容与研究方法
• 第2章 预应力锚索设计参数的确定
• 2.0 序言
• 2.1 预应力锚索锚的破坏形式
• 2.2 锚索设计参数的确定
• 2.3 锚索设计参数的数值分析及优化
• 2.4 本章小结
• 第3章 预应力锚索格构梁的内力计算
• 3.1 引言
• 3.2 锚索力在节点上横、纵向梁的分配
• 3.3 预应力锚索格构梁的设计计算常用的地基计算模型
• 3.3.1 不考虑共同作用的简化方法
• 3.3.2 文克尔模型（Winkler）
• 3.3.3 弹性半空间地基模型
• 3.4 格构梁的内力计算
• 3.4.1 不考虑共同作用的简化方法计算
• 3.4.2 文克尔地基梁计算
• 3.4.3 不同地基模型的计算结果比较
• 3.5 本章小结
• 第4章 预应力锚索格构梁的数值模拟及其结果优化
• 4.1 引言
• 4.2 边坡稳定性分析
• 4.2.1 模型简介
• 4.2.2 原始边坡分析
• 4.2.3 加固边坡分析
• 4.3 有限元模型的建立与分析
• 4.3.1 结构单元的选取
• 4.3.2 网格的划分
• 4.3.3 荷载及边界条件
• 4.3.4 不同预应力加载方式的选择
• 4.3.5 稳定性分析
• 4.3.6 边坡加固后格构梁的受力情况
• 4.4 模型参数优化
• 4.5 本章小结
• 第5章 实例分析
• 5.1 工程概况
• 5.2 工程地质与水文地质概况
• 5.3 边坡治理方案选择
• 5.4 边坡的优化方案
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 致谢