陡倾斜坡变形与群桩基础-桥墩结构相互作用数值模拟研究

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随着我国西南地区水电资源的进一步开发建设，山区对交通运输的需求也越来越多。当线路选线不得不穿过陡倾变形斜坡区的时候，不论是出于对生态环境的保护，还是出于对既有斜坡稳定性的考虑，都应该避免对坡体进行过大开挖，这时往往采用高架桥梁的结构形式，而基于特殊的地形条件，桥梁通常采取桩基础-高墩桥梁的形式。因此本文在分析的过程中选用数值仿真与理论分析两种方式对研究对象进行深入分析，并对其进行参数化分析。本文以ABAQUS为工具对研究对象构建相应的三维有限元模型，使用静力模拟和地震动力模拟过程对搭建的模型表现综合评定，进一步对陡倾变形斜坡-群桩基础-桥墩之间存在的关系进行研究，同时对比分析了采用有锚索加固及无锚索时得出三者相互作用效应的影响规律。（1）本文通过岩土有限元软件ABAQUS建立三维斜坡区高承台群桩基础-高墩计算模型进行自重应力场作用下边坡-桩基-桥墩的静力数值计算模拟；其次，在此基础上进行桥墩墩顶承受来自桥梁水平推力、轴向压力、弯矩外载作用下的静力力学响应分析。（2）在此基础上，首先输入地震加速度进行模拟分析，通过进行了模态分析，然后以速度、加速度、位移和应力等指标，研究比较了考虑有锚索加固的斜坡-群桩基础-桥墩相互作用的桥墩模型和不虑有锚索加固的斜坡-群桩基础-桥墩相互作用的桥墩模型这两种工况下的高墩抗震性能。（3）对锚拉结构-斜坡岩土体-桥墩-桥梁系统结构计算对比分析优化前、后的结构位移与受力，表明优化后结构的位移能够在所希望的方向上被限制，同时使基桩的受力更均匀，建议预应力值不宜超过极限变形力的10%。（4）地震动作用下比较有无锚索加固两种工况在相同时刻下的位移场、速度场、加速度场，混凝土损伤范围程度，钢筋轴向应力变化，均表明锚索支护有利于桩基和桥墩的稳定性。

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作者
陈拔进;
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作者单位

西南交通大学;

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授予单位西南交通大学;
学科建筑与土木工程
授予学位硕士
导师姓名邓荣贵;
年度 2018
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类灾害及其防治;铁路线路工程;
关键词
斜坡变形; 群桩基础; 桥墩; 结构相互作用;

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