切方边坡悬臂桩土拱效应形成与失效机制数值模拟 |
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引用本文: | 吕振利,孙金山,左昌群,王梓懿.切方边坡悬臂桩土拱效应形成与失效机制数值模拟[J].长安大学学报(自然科学版),2015(2):97-106. |
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作者姓名: | 吕振利 孙金山 左昌群 王梓懿 |
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作者单位: | 华侨大学土木工程学院;中国地质大学(武汉)岩土钻掘与防护教育部工程研究中心 |
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基金项目: | 国家自然科学基金项目(41102196);福建省自然科学基金项目(2012J01220);华侨大学科研基金资助项目;湖北省自然科学基金项目(2012FFB06502) |
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摘 要: | 为了分析切方边坡悬臂桩受力特征,运用二维颗粒流方法建立了相应的数值模型,研究了桩间土拱形成的过程及其破坏机制。依据桩后土体的荷载-位移曲线和变形特征,揭示了桩后土拱形成过程的3个阶段以及各阶段土体应力分布和变形的特征。研究结果表明:抗滑桩土拱的形成机制主要依赖于土体微元的荷载传递过程;土拱效应的形成过程受桩土相对位移的控制,且受桩间距的影响较大,而受土体参数的影响较小;抗滑桩土拱效应失效过程的数值模拟显示,土拱失效过程可分为3个阶段,且该过程受贴近桩体的土体的渐进破坏控制。土体强度和桩间距对桩后土体的荷载-位移曲线影响都较为显著。桩距相同时,随着土体强度的提高,桩后土体的极限荷载也越高,但对应的桩土相对位移量却较接近,同时软弱土体土拱效应的失效以"绕流"模式为主,而强度较高土体的土拱效应失效以"滑塌"模式为主;抗滑桩间距越小,桩后土体的峰值土压力越高,所对应的桩土相对位移越大。
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关 键 词: | 岩土工程 边坡 抗滑桩 土拱效应 颗粒流法 数值模拟 |
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