亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        膨脹土地區(qū)樁板式擋土墻計算方法研究

        2022-08-09 06:11:24李傳博
        城市道橋與防洪 2022年6期
        關(guān)鍵詞:抗滑樁板式擋土墻

        鄭 亮,李傳博

        (1.西安市政設(shè)計研究院有限公司,陜西 西安710068;2.陜西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院,陜西 西安710082;3.商洛學(xué)院,陜西 商洛726000)

        0 引 言

        膨脹土在我國分布范圍較廣,云南、貴州、四川、廣西、河北、河南、湖北、陜西、安徽和江蘇等地,均有不同范圍的分布[1]。天然狀態(tài)下,膨脹土強度較高,壓縮性低,容易被認(rèn)為是較好的地基。但是土中含有較多的蒙脫石、伊利石等黏土礦物,親水性強,吸水后膨脹,抗剪強度降低,對樁板式擋土墻會產(chǎn)生很大的水平膨脹。另外,土體抗剪強度降低,也會增大樁板式擋土墻的水平土壓力。雖然國家和部分?。▍^(qū))制定了膨脹土地區(qū)建筑相關(guān)的技術(shù)規(guī)范,但是由于行業(yè)特點和地區(qū)特點,膨脹土地區(qū)樁板式擋土墻計算中仍然存在參數(shù)選取、計算模型的確定等一系列詳細(xì)且系統(tǒng)的問題需要研究并完善。實際工程中,膨脹土地區(qū)的擋墻傾斜、失穩(wěn)的現(xiàn)象比較常見,如何在設(shè)計階段完善這類擋墻的計算方法是很有意義的。

        1 大氣影響深度

        大氣影響深度是指在自然氣候影響下,由降水、蒸發(fā)和溫度等因素引起地基土脹縮變形的有效深度。大氣影響深度與土的濕潤系數(shù)ψω相關(guān)。土的濕潤系數(shù)ψω按式(1)計算:

        式中:α 為當(dāng)?shù)? 月至次年2 月的月份蒸發(fā)力之和與全年蒸發(fā)力的比值(月平均氣溫小于0℃的月份不統(tǒng)計在內(nèi));c 為全年中干燥度大于1.0 且月平均氣溫大于0℃月份的蒸發(fā)力與降水量差值的總和,mm。干燥度為蒸發(fā)力與降水量的比值。安康市月蒸發(fā)力和降水量見表1。

        表1 安康市月蒸發(fā)力和降水量 單位:mm

        安康市月均氣溫均大于0℃,根據(jù)式(1)可求得安康地區(qū)土的濕潤系數(shù)ψω=0.830 1。大氣影響深度與土的濕潤系數(shù)ψω對應(yīng)關(guān)系見表2。

        表2 大氣影響深度與土的濕潤系數(shù)ψω 對應(yīng)關(guān)系

        內(nèi)插求得安康地區(qū)大氣影響深度為3.35 m。

        2 膨脹土抗剪強度折減

        研究土體在氣候顯著影響帶(大氣影響深度范圍)抗剪強度的變化規(guī)律對膨脹土地區(qū)樁板式擋土墻承受的土的側(cè)壓力大小非常重要。取場地膨脹土原狀試樣,模擬氣候因素(主要是水)作用下,經(jīng)過干縮濕脹循環(huán)后,測得抗剪強度隨含水量變化曲線如圖1、圖2 所示。

        圖1 黏聚力與含水率關(guān)系曲線

        圖2 內(nèi)摩擦角與含水率關(guān)系曲線

        考慮到樁板式擋土墻持久狀況下的最不利工況,并結(jié)合場地的排水情況,根據(jù)試驗結(jié)果和安康地區(qū)相關(guān)研究經(jīng)驗[1-4]對大氣影響深度范圍內(nèi)膨脹土的黏聚力c 和內(nèi)摩擦角φ 值分別以0.5、0.8 的系數(shù)進(jìn)行折減。

        3 剩余下滑力計算

        《膨脹土地區(qū)建筑技術(shù)規(guī)范》[5]中要求高度大于3 m 的擋土結(jié)構(gòu)土壓力計算時,應(yīng)根據(jù)試驗數(shù)據(jù)或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定土體膨脹后抗剪強度衰減的影響,并應(yīng)計算水平膨脹力的作用。

        樁板式擋土墻承受的水平力由大氣影響深度范圍內(nèi)的膨脹力和考慮大氣影響深度范圍內(nèi)膨脹土抗剪強度折減后土體沿滑動面的剩余下滑力組成。采用傳遞系數(shù)法對樁板墻后土體進(jìn)行試算,確定最不利的滑動面如圖3 所示。各層土的參數(shù)如圖3 所示,其中土層1 為大氣影響范圍,土體的抗剪強度進(jìn)行了折減。

        圖3 樁板式擋土墻示意圖

        對滑動面上的土條逐條采用下列公式計算剩余下滑力,直至計算到抗滑樁位置。剩余下滑力計算示意圖如圖4 所示。

        圖4 剩余下滑力計算示意圖

        式中:Ti、Ti-1為第i 和第i-1 滑塊剩余下滑力,kN/m;Fs為穩(wěn)定安全系數(shù);Wi為第i 滑塊的自重力,kN/m;αi、αi-1為第i 和第i-1 滑塊對應(yīng)的傾角,°;Ψi為傳遞系數(shù);φi為第i 滑塊滑面內(nèi)摩擦角,°;ci為第i 滑塊滑面土的黏聚力,kN/m;Li第i 滑塊滑面長度,m。

        本工程滑動面土體劃分為20 個土條水平寬度11.411 m,依次按照式(2)、式(3)進(jìn)行計算,剩余下滑力計算結(jié)果見表3。

        表3 剩余下滑力計算結(jié)果

        樁板式擋土墻每延米承受的剩余下滑力為326.692 kN,下滑力角度為13.816°,作用點位置為距樁頂5.03 m(1/2 滑塊高度)。因此,剩余下滑力產(chǎn)生的墻后土壓力可等效為:作用在距樁頂5.03 m 處的豎向力Py= 78.02 kN 和水平推力Px= 317.24 kN。

        4 抗滑樁有限元計算

        4.1 計算模型

        使用有限單元法在Midas Civil 2020 軟件中建立抗滑樁有限元模型。膨脹力和剩余下滑力施加在抗滑樁上,抗滑樁間距4 m。每根抗滑樁通過擋土板承擔(dān)4 m 范圍內(nèi)的墻后土壓力,抗滑樁嵌固段采用土彈簧模擬樁土耦合作用。有限元計算模型見圖5。

        圖5 抗滑樁Mida s Civil 2020 有限元計算模型

        4.2 土彈簧剛度計算

        抗滑樁嵌固段樁土耦合剛度:

        式中:b1為樁的計算寬度,根據(jù)規(guī)范[1]取值2.5 m;C為地基系數(shù);h 為嵌入土層的深度根據(jù)單元節(jié)點位置逐個取值;m 為抗滑樁嵌固范圍內(nèi)地基土的水平抗力系數(shù),根據(jù)地勘報告,抗滑樁嵌固段土層主要為硬塑的黏性土,依據(jù)規(guī)范[7]取值5 000 kN/m4。因此,抗滑樁嵌固段樁土耦合剛度K土=12 500 kN/m3×h。逐節(jié)點計算土體的水平約束剛度后,輸入有限元計算模型,模擬嵌固段土彈簧的水平約束作用。

        4.3 抗滑樁樁身承載能力極限狀態(tài)驗算

        根據(jù)《公路路基設(shè)計規(guī)范》[6]和《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》[7]的規(guī)定,結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1.0,永久荷載的分項系數(shù)為1.35,抗滑樁樁身按受彎構(gòu)件設(shè)計。當(dāng)無特殊要求時,可不進(jìn)行變形、抗裂、撓度等項驗算。因此,對樁身僅進(jìn)行正截面抗彎和斜截面抗剪承載能力驗算。

        采用有限元軟件Midas Civil 計算后讀取抗滑樁彎矩和剪力計算結(jié)果,如圖6、圖7 所示。作用組合的效應(yīng)設(shè)計值為:彎矩Mmax=13 979.3 kN·m,剪力Qmax=1 841.0 kN。

        圖6 抗滑樁彎矩M 圖(單位:kN·m)

        圖7 抗滑樁剪力Q 圖(單位:kN)

        抗滑樁采用C30 混凝土,抗拉強度設(shè)計值ftd取1.39 MPa,立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k取30 MPa;截面尺寸為寬b 為1 500 mm、高h(yuǎn)0為2 000 mm;主筋采用HRB400 鋼筋,受拉緣配置36 根直徑32 mm 鋼筋,受壓區(qū)配置12 根32 mm 鋼筋。根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》[8]對抗滑樁進(jìn)行正截面抗彎和斜截面抗剪承載能力驗算,結(jié)果見表4。

        由表4 的計算結(jié)果可知,抗滑樁正截面抗彎承載能力和斜截面抗剪承載能力均滿足規(guī)范[8]要求。

        表4 抗滑樁樁身承載能力驗算

        4.4 抗滑樁嵌入土層深度驗算

        《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》[9]規(guī)定,抗滑樁嵌入土層時,滑動面以下或樁嵌入穩(wěn)定土層內(nèi)深度的1/3處的橫向壓應(yīng)力不應(yīng)大于地基橫向承載力特征值fH。經(jīng)過有限元計算,抗滑樁嵌入土層的水平反力計算結(jié)果如圖8 所示。

        圖8 抗滑樁嵌固段水平反力(單位:kN)

        讀取抗滑樁嵌固段水平反力結(jié)果,滑動面以下土層深度為滑動面以下樁長1/3 處的橫向壓應(yīng)力為:319.1 kN÷1.5 m=212.733 kPa。其中,1.5 m 為抗滑樁的寬度。

        本工程設(shè)樁處沿滑動方向地面坡度i=7.78°,小于8°。根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》,按照式(5)計算地基橫向承載力特征值fH。

        式中:γ1、γ2分別為滑動面以上和以下土體的重度,取19.5 kN/m3和19 kN/m3;h1為滑動面至地面的距離,取11 m;y 為滑動面至計算點的距離,取6.33 m;φ0為滑動面以下土體的等效內(nèi)摩擦角,按式(6)計算。

        式中:c 取30 kPa,φ 取20°,φ0=31.52°,求得地基橫向承載力特征值fH=278.99 kPa,大于滑動面以下土層深度為滑動面以下樁長1/3 處的橫向壓應(yīng)力212.733 kPa,滿足《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》[9]的要求。因此,抗滑樁嵌入土層深度滿足要求。

        4.5 抗滑樁嵌固段頂端地面處水平位移驗算

        經(jīng)過有限元計算,抗滑樁水平位移計算結(jié)果如圖9 所示。

        圖9 抗滑樁水平位移(單位:m)

        《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》[9]規(guī)定,樁基嵌固段頂端地面處的水平位移不宜大于10 mm。根據(jù)圖9 可知,樁基嵌固段頂端地面處的水平位移為9 mm,小于規(guī)范限值。因此,抗滑樁嵌固段頂端地面處水平位移滿足要求。

        5 結(jié) 語

        本文針對膨脹土地區(qū)樁板式擋土墻的計算方法進(jìn)行了研究,結(jié)合膨脹土的特性,并綜合相關(guān)規(guī)范中關(guān)于樁板式擋土墻的計算要求,形成了針對膨脹土地區(qū)的特有的樁板式擋土墻計算方法,并得到以下結(jié)論:

        (1)應(yīng)對大氣影響深度范圍內(nèi)膨脹土的抗剪強度進(jìn)行折減,并計入水平膨脹力。相對于非膨脹土地區(qū),這些因素對墻體產(chǎn)生的水平推力很大,不能忽略。

        (2)膨脹土的特性地區(qū)差異較大,應(yīng)優(yōu)先取場地膨脹土原狀試樣,模擬氣候因素作用下,經(jīng)過干縮濕脹循環(huán)后膨脹土的抗剪強度變化規(guī)律和原狀土的水平膨脹力大小。沒有試驗條件時,應(yīng)結(jié)合膨脹土地區(qū)研究經(jīng)驗選取合適的計算參數(shù)。

        (3)抗滑樁的樁底約束形式采用自由、鉸接、固定對計算結(jié)果影響非常大,應(yīng)考慮樁- 土耦合效應(yīng),更精確地進(jìn)行計算。

        (4)抗滑樁樁身結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行正截面抗彎和斜截面抗剪承載能力驗算。當(dāng)無特殊要求時,可不進(jìn)行變形、抗裂、撓度等項驗算。本文僅對樁身進(jìn)行了驗算,擋土板也應(yīng)進(jìn)行驗算,限于篇幅略去。

        (5)樁板式擋土墻整體的穩(wěn)定性和整體剛度,規(guī)范[9]是按照抗滑樁嵌入土層深度和嵌固段頂端地面處水平位移兩個指標(biāo)控制的,對膨脹土地區(qū)也完全適用。由于膨脹土地區(qū)擋墻承受的水平推力更大,因此抗滑樁嵌入土層的深度也相對變大,所需抗滑樁的截面抗彎剛度也更大。

        猜你喜歡
        抗滑樁板式擋土墻
        方截面抗滑樁旋挖鉆成孔工藝探析
        試論預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁在滑坡治理中的應(yīng)用
        滑蓋產(chǎn)品的三板式注塑模具設(shè)計
        板式吊耳設(shè)計中的相關(guān)計算
        淺談選廠常見擋土墻設(shè)計
        CRTSⅡ型板式無砟軌道板間接縫開裂修補技術(shù)的研究進(jìn)展
        江西建材(2018年4期)2018-04-10 12:36:48
        公路滑坡治理工程抗滑樁設(shè)計
        江西建材(2018年1期)2018-04-04 05:26:26
        仰斜式重力擋土墻穩(wěn)定計算復(fù)核
        雙排抗滑樁承臺的優(yōu)化設(shè)計研究
        地震作用下加筋擋土墻穩(wěn)定性分析
        免费a级毛片无码a∨蜜芽试看| 国产乱人视频在线观看播放器| 亚洲图片第二页| 国产一区二区黑丝美胸| 亚洲精品中文幕一区二区| 亚洲男同志网站| 亚洲日韩区在线电影| 高清国产精品一区二区| 久久精品国产亚洲av超清| 久久精品噜噜噜成人| 亚洲美女啪啪| 性视频毛茸茸女性一区二区| 日韩精品一区二区三区在线视频| 亚洲av永久无码精品网址| 欧美亚洲综合另类| 国产天堂av手机在线| 精品国产亚洲级一区二区| 日韩av东京社区男人的天堂| 一区二区国产在线观看| av最新版天堂在资源在线| 99久久婷婷国产亚洲终合精品| 欧美a级情欲片在线观看免费| 欧美日韩亚洲成色二本道三区| 白嫩少妇在线喷水18禁| 中文区中文字幕免费看| 亚洲色欲久久久久综合网| 仙女白丝jk小脚夹得我好爽| 日本老熟妇五十路一区二区三区| 国产片精品av在线观看夜色| 怡春院欧美一区二区三区免费| 国产三级黄色的在线观看 | 男女av免费视频网站| 国产精品毛片完整版视频| 亚洲色大成在线观看| 国产白浆大屁股精品视频拍| 国产精品永久在线观看| 初尝黑人巨砲波多野结衣| 亚洲人成在线播放a偷伦| 亚洲视频免费一区二区| 亚洲精品无码久久久久牙蜜区| 国产亚洲精品国产福利在线观看|