黃土高邊坡橋臺穩(wěn)定性分析.pdf

1、隨著國家經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展及西部大開發(fā)等戰(zhàn)略計劃的順利推進(jìn),我國公共設(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＃橋臺為工程背景,首先分析0＃橋臺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-樁基有限元分析模型,分析典型工況下橋臺體系的整體穩(wěn)定性;再考

2、慮黃土的濕陷性及黃土邊坡加固措施,定量分析其對橋臺體系穩(wěn)定性的影響。
　　 本文的主要研究內(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)計規(guī)范》(TB10035-2006)和《鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50111-2006)規(guī)定,基于地質(zhì)勘測資料及同類研究結(jié)論所設(shè)定的黃土邊坡材料參數(shù),按照設(shè)計1:1邊坡坡率,每級高度設(shè)定為10m,寬度平臺為2m的邊坡模型分析黃土高邊坡穩(wěn)定性。對比分析可知,黃土的濕陷

3、性對黃土邊坡的穩(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,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-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)于橋臺前端黃土邊坡位置,最大豎向位移出現(xiàn)于橋臺臺后填土部位;存在兩個典型的塑

4、性區(qū),其一位于橋臺前端黃土邊坡應(yīng)變塑性區(qū),另一個位于橋臺臺后填土擠壓塑性區(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)樁基的受力相對較小。
　　 (3)針對地震力對于橋臺體系穩(wěn)定性的影響,通過有限元分析可知,地震力對黃土邊坡-橋臺-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,地震力作用下,位于臺前的塑性應(yīng)變區(qū)與位于臺后的擠壓塑性區(qū)有貫通趨勢。
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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于黃土邊坡上橋臺體系穩(wěn)定性的影響。黃土濕陷對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,橋臺前端應(yīng)變塑性區(qū)與橋臺臺后填土擠壓塑性區(qū)存在貫通危險;黃土濕陷對樁基豎向應(yīng)力影響明顯,而對樁基縱向應(yīng)力基本沒有影響。
　　 (5)通過有限元軟件MIDAS-GTS建立三維