岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (12): 3899-3912.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0005CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0005
马学宁1,王乐1, 2,白帆1,刘晨阳1,藏魏通1
MA Xue-ning1, WANG Le1, 2, BAI Fan1, LIU Chen-yang1, ZANG Wei-tong1
摘要: 以中兰客专引入兰州枢纽工程的组合桩板墙为研究对象,采用现场监测与数值模拟相结合的方法,对既有−新建并排组合桩板墙嵌固段桩前被动土拱效应进行系统研究。通过现场监测获取新桩桩身变形、弯矩及桩前接触土压力等关键参数,并建立三维有限元模型进行对比验证。基于数值模拟结果,深入分析了组合桩板墙桩前被动土拱的形成机制、演化规律、几何特征及空间形态。研究表明:既有桩和新桩的桩前接触土压力呈上大下小的抛物线分布,在帮填路堤和列车荷载作用下,既有桩桩前接触土压力增量小于新桩;随新增荷载的增加,两桩桩身位移增大,与桩间土体产生显著位移差,导致桩间土体主应力方向偏转,在既有桩和新桩间形成桩前被动土拱;被动土拱演化过程分为以下几个阶段:既有路堤荷载作用下,既有桩前形成稳定土拱;新桩桩孔开挖应力释放范围有限,既有桩前土拱仍存在;随新增荷载的增大,新桩和既有桩桩前土体应力出现重合区,导致应力重分布;既有桩前原有土拱消失,在新桩与既有桩间逐渐重构形成新的被动土拱。路堤帮宽前后,随荷载的增加,被动土拱厚度基本恒定,但矢跨比逐渐增大;相同工况下,土拱厚度和矢跨比随埋深增加而减小。研究成果可为新型组合桩板墙的设计与施工提供参考。
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