分级边坡组合支挡结构的力学特性与抗震分析

本书以工程实践中常用的框架锚杆支护结构、重力式挡墙+框架锚杆组合支挡结构、桩板墙+框架锚杆组合支挡结构、桩锚+框架锚杆组合支挡结构等锚固支挡结构为研究对象，通过现场原位观测、地震模拟振动台试验、数值模拟及理论分析等研究手段，研究了单级和分级、不同组合锚固支挡结构的力学特性和抗震性能，主要内容有：（1）单级框架锚杆支护结构的抗震分析。通过振动台模型试验和动力仿真模拟等研究手段，揭示了不同强度、不同类型、多维度的地震动激励工况下框架锚杆支护结构的水平和竖直加速度响应、动位移响应及锚杆轴力响应，建立了单级框架锚杆支护结构的极限分析理论模型，推导了单级框架锚杆支护结构锚杆轴力计算公式。（2）多级框架锚杆支护结构的抗震分析。通过三维动力数值模拟等研究手段，分析了三级边坡框架锚杆支护结构的力学特性和抗震性能，结合加速度响应、位移响应、锚杆轴力响应等，得出锚杆轴力为多级框架锚杆支护结构地震稳定性的控制因素。结合多级框锚支护结构逆作法施工工序，推导了基于锚杆轴力控制的多级框架锚杆支护结构的抗震计算公式。（3）重力式挡墙+框架锚杆组合支挡结构的抗震分析。通过振动台模型试验和动力数值仿真手段，揭示了以重力式挡墙和锚杆框架梁为刚、柔组合结构的水平和竖直加速度、地震土压力、挡墙位移、锚杆轴力的响应规律，验证了刚、柔组合理念在地震高烈度区的可行性。对比和分析了顺层边坡和基覆边坡下重力式挡墙+框架锚杆组合支挡结构的抗震特性，提出组合支挡结构抗震优化设计建议。（4）单一框架锚杆支护结构和组合支挡结构的抗震对比。以单一框架锚杆支护结构和重力式挡墙+框架锚杆组合支挡结构作为典型对比，从加速度响应、位移响应、锚杆轴力规律及单元体破坏时程特征，验证了组合支护结构更为优良的抗震性能。（5）桩板墙+框架锚杆组合支挡结构的抗震分析。通过振动台模型试验和动力数值仿真手段，研究了桩板墙+框架锚杆组合支挡结构的水平和竖直加速度响应、地震土压力响应、锚杆轴力响应以及桩—板相互作用特性。（6）桩锚+框架锚杆组合支挡结构的力学特性与抗震分析。以某高边坡桩锚+框锚组合支挡结构实体工程为研究背景，开展了长期的现场观测试验，并通过数值模拟进行拓展研究，分析了桩锚+框锚组合支挡结构的施工全过程力学特性和地震响应特性。