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框架方面论文范文资料,与框架式抗滑桩结构参数影响相关毕业论文模板
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摘 要：框架式抗滑桩在框架式抗滑桩的基础上,添加横向连系梁,使其较之传统抗滑桩能更有效的抵制支挡结构的变形.采用ANSYS软件建立能反映框架式抗滑桩空间效应的ANSYS三维有限元模型,研究其内力和变形特点,以三峡红石包工程为算例,研究各种因素对框架式抗滑桩工作机理的影响.
关 键 词：框架式抗滑桩空间协同作用 桩土共同作用 ANSYS
中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1007-3973(2011)008-001－03
1 前言
抗滑桩是滑坡治理的主要支挡结构,框架式抗滑桩由两排抗滑桩、桩排顶端的纵向连系梁和桩间顶端的横向连系梁共同组成,桩与梁刚性连接形成框架结构.该结构同框架式抗滑桩相比,增加了横向连系梁,使得空间作用更加明显.文中综合考虑桩间土对抗滑桩的作用力、桩土相互作用及框架结构的协同变形,采用ansys软件对双排框架式抗滑桩进行三维有限元数值模拟,计算内力和变形特征,最后为了研究各种因素对框架式双排桩工作机理的影响,本文以红石包工程为例.为了能够对计算结果进行对比分析,本文的因素变化包括三类：一类是模型的其他因素均保持不变,排距变化；二类是模型的其他因素均保持不变,纵向框架梁的刚度发生变化；三类是模型的其他因素均保持不变,桩体的锚固深度发生变化.
2 有限元分析
2.1实例背景
红石包滑坡及框架式抗滑桩的物理参数见表1.已知桩与滑体接触的摩擦系数为0.2,桩与滑床接触的摩擦系数为0.25,滑体与滑床接触的摩擦系数为0.2.计算得出滑坡推力为175kpa.
建立桩土模型时,考虑土材料的非线性和结构的结构的几何非线性,本构模型为D-P材料,Durcker-Pgarer屈服准则.滑坡整体与桩的模型网格划分后如图1、2.模拟分析中的桩-土三维有限元模型采用面面接触,分别选用Targe170、Con-ta174单元来模拟.
3 影响参数分析
为研究框架式抗滑桩的结构性能,本文的因素变化包括二类：一类是模型的其他因素均保持不变,排距变化：二类是模型的其他因素均保持不变,连梁的刚度发生变化.
3.1桩距对框架式双排桩的影响
框架式抗滑桩的桩距是指相邻两桩形心主轴之间的距离,在框架式双排桩的设计中,合理的桩距不仅影响结构的支挡作用,而且直接影响工程造价.本文根据红石包滑坡的物理力学参数取桩距分别为1.5d、2d、2.5d、3d、4d、5d、6d、7d、8d进行汁算.
图3表示桩身的最大桩身位移随排距变化的情况,由图可以看出,随着桩距的增大,框架式双排桩的整体位移先减小后增大,其最大位移曲线图大致成“C”型,当桩距在1.5d～2.5d时,桩身的最大位移随着桩距的增大而急剧减小,由19.54mm下降至14.58mm,位移值减小了4.96mm,下降了25.38％,当排距在2.5d～5d时,桩身的最大位移值随着排距的增大也逐渐减小,但减小速率较慢,由14.58mm下降至14.37,位移值减小了0.21mm,下降了1.44％；当桩距在5d～7d时,抗滑桩的最大位移值反而逐渐增大,由14.37ram上升至14.97,位移值增大了0.6mm,上升速率为4.18％.
图4为不同桩径对应的抗滑桩的最大弯矩值,从图中可以看出,当桩距为小于1.5d时,前排桩的最大弯矩值大于后排桩,当桩距大于1.5d时,前排桩的最大弯矩值小于前排桩,这是因为当桩距大于1.5d时,框架式抗滑桩构成一个空间整体,后排桩主要承受拉应力,前排桩主要承受压应力.由图可知,前排桩的最大弯矩值随桩距的增大而逐渐减小,后排桩的最大弯矩值随桩距的增大而逐渐增大,当桩距小于3d时,前、后排桩的最大弯矩值变化速率较快,当桩距大于3d时,前、后排桩的最大弯矩值变化较慢.
3.2框架粱刚度
纵向框架梁是指将前后排桩联结起来的桩顶横梁,横向框架梁是指将各排桩间联结起的梁,纵、横与滑坡一致,平行于滑坡方向的为纵向框架梁,垂直于滑坡方向的为横向框架梁,纵、横框架梁与各排桩构成一个具有很大的刚度的空间结构.在框架式抗滑桩中纵向框架梁并对前后排桩的受力进行一定程度上的调整,使前后排桩尽量充分地参与抵抗滑坡推力的工作,减低桩身最大弯矩,减小桩顶位移；横向框架梁使得各榀框架牢固地联系起来,提高了整个结构的稳定性和结构安全性.本文中主要分析纵向框架梁的刚度对框架式抗滑桩整体力学性能的影响,以红石包滑坡工程为例,纵向框架梁刚度分别取0.25EI、0.5EI、1.5EI、2EI、2.5EI、3EI、4EI进行分析,其他保持参数不变.
这篇论文来源:http://www.sxsky.net/zhengzhi/050739840.html
图5表示前、后排桩的最大位移随着纵向框架梁刚度变化的曲线,抗滑桩的最大位移均在桩顶部位,从图中可以看出,随着纵向框架梁刚度的增大,前、后排桩的最大位移均逐渐增小；当刚度小于EI时,减小速率较快,当刚度大于EI时,减小速率较慢.由表4可知,对于后排桩,当纵向框架梁刚度由0.25EI增大到EI时,桩身的最大位移由19.69mm减小为14.49mm,降幅为5.2mm,下降速率为26.4％；当纵向框架梁刚度由EI增大到2EI时,桩身的最大位移则由14.49mm减小为12.64mm,降幅为1.85mm,下降速率为12.8％：对于前排桩,当纵向框架梁刚度由0.25EI增大到EI时,桩身的最大位移由18.74mm减小为14.24mm,降幅为4.5mm,下降速率为24％；当纵向框架梁刚度由EI增大到2El时,桩身的最大位移则由14.24mm减小为12.62mm,降幅为1.62mm,下降速率为11.4％.从表4也可看出,当纵向框架梁刚度小于EI时,前后排桩相对位移值变化较大,纵向框架梁刚度大于EI时,排间相对位移变化较小,且其变化对抗滑桩位移的影响几乎可以忽略不计.
图6所示为框架式抗滑桩最大弯矩值随着纵向框架梁刚度变化的曲线,由图可知,后排桩的最大弯矩值随着纵向框架梁刚度的增大而减小,反之,前排桩的最大弯矩值随着纵向框架梁刚度的增大而增大；当纵向框架梁刚度小于EI时,前、后排桩的最大弯矩值变化较为明显,当刚度大于EI时,变化趋势逐&#
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4 总结
本章通过建立框架式双排桩的三维有限元模型来分析框架式双排桩的各因素变化对其的影响,通过分析可以发现：
(1)当桩的桩距变化时,桩顶位移也将发生相应的变化；且随着桩距的增加,框架式双排桩的空间性也逐渐增强,但桩顶的最大位移均发生在后排桩.当排距约小于1.5d时,框架式双排桩就相当于将两根普通抗滑桩简单的叠加在一起而承受滑坡推力的作用；当桩距为2.5d～5d时,其空间性最好,桩身整体位移最小,能充分发挥结构自身的优点；当大于5d时,结构!
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