黃土高邊坡橋臺(tái)穩(wěn)定性分析.pdf

1、隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展及西部大開發(fā)等戰(zhàn)略計(jì)劃的順利推進(jìn),我國(guó)公共設(shè)施與基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)將蓬勃發(fā)展,公路、鐵路、地鐵等交通設(shè)施的建設(shè)是西部大開發(fā)中的重中之重,大量的黃土邊坡穩(wěn)定性及黃土地基構(gòu)筑物的穩(wěn)定性問題成為亟待研究與解決的問題。
　　 本文以莊科咀大橋0＃橋臺(tái)為工程背景,首先分析0＃橋臺(tái)所在黃土高邊坡的穩(wěn)定性,而后應(yīng)有有限元軟件MIDAS-GTS建立三維黃土邊坡-橋臺(tái)-樁基有限元分析模型,分析典型工況下橋臺(tái)體系的整體穩(wěn)定性;再考

2、慮黃土的濕陷性及黃土邊坡加固措施,定量分析其對(duì)橋臺(tái)體系穩(wěn)定性的影響。
　　 本文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:
　　 (1)應(yīng)有有限元軟件,根據(jù)《鐵路特殊路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB10035-2006)和《鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50111-2006)規(guī)定,基于地質(zhì)勘測(cè)資料及同類研究結(jié)論所設(shè)定的黃土邊坡材料參數(shù),按照設(shè)計(jì)1:1邊坡坡率,每級(jí)高度設(shè)定為10m,寬度平臺(tái)為2m的邊坡模型分析黃土高邊坡穩(wěn)定性。對(duì)比分析可知,黃土的濕陷

3、性對(duì)黃土邊坡的穩(wěn)定性影響不可忽視,濕陷及地震力作用不僅僅導(dǎo)致黃土邊坡穩(wěn)定性系數(shù)大幅降低,同時(shí),使得黃土邊坡的整體位移及塑性應(yīng)變區(qū)均出現(xiàn)較大的變化,使得黃土邊坡的穩(wěn)定性及黃土地基上的構(gòu)筑物穩(wěn)定性受到威脅。
　　 (2)應(yīng)用有限元軟件MIDAS-GTS建立的三維有限元黃土邊坡-橋臺(tái)-樁基體系,分析其在典型工況下的穩(wěn)定性。分析可知,各工況下整體最大縱向位移出現(xiàn)于橋臺(tái)前端黃土邊坡位置,最大豎向位移出現(xiàn)于橋臺(tái)臺(tái)后填土部位;存在兩個(gè)典型的塑

4、性區(qū),其一位于橋臺(tái)前端黃土邊坡應(yīng)變塑性區(qū),另一個(gè)位于橋臺(tái)臺(tái)后填土擠壓塑性區(qū);樁基受力范圍集中于距樁頂2/3范圍內(nèi),整體表現(xiàn)為砂質(zhì)黃土范圍內(nèi)樁基受力更加明顯,而泥巖層范圍內(nèi)樁基的受力相對(duì)較小。
　　 (3)針對(duì)地震力對(duì)于橋臺(tái)體系穩(wěn)定性的影響,通過有限元分析可知,地震力對(duì)黃土邊坡-橋臺(tái)-樁基體系的整體縱向水平位移與樁基的縱向應(yīng)力影響較為明顯;同時(shí),地震力作用下,位于臺(tái)前的塑性應(yīng)變區(qū)與位于臺(tái)后的擠壓塑性區(qū)有貫通趨勢(shì)。
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5、4)通過有限元軟件MIDAS-GTS建立三維有限元分析模型模擬黃土的濕陷性對(duì)于黃土邊坡上橋臺(tái)體系穩(wěn)定性的影響。黃土濕陷對(duì)整體縱向及樁基縱向位移影響較為顯著,極易導(dǎo)致黃土邊坡縱向失穩(wěn),而對(duì)整體豎向位移與樁基的豎向位移影響較小;黃土濕陷使得黃土塑性區(qū)域加大,同時(shí),橋臺(tái)前端應(yīng)變塑性區(qū)與橋臺(tái)臺(tái)后填土擠壓塑性區(qū)存在貫通危險(xiǎn);黃土濕陷對(duì)樁基豎向應(yīng)力影響明顯,而對(duì)樁基縱向應(yīng)力基本沒有影響。
　　 (5)通過有限元軟件MIDAS-GTS建立三維