基于桩间土拱效应的抗滑桩设计推力分析

抗滑桩设计推力的计算是滑坡治理工程的关键,决定了治理工程的成败。在分析抗滑桩桩间土拱效应形成机理的基础上,推导了考虑桩间土拱效应的抗滑桩设计推力计算公式,并与常规设桩处的剩余推力进行对比,分析了滑面倾角、桩截面尺寸和桩间距对抗滑桩设计推力的影响。结果表明:随着滑面倾角的增大,设计推力曲线先为水平线,而后呈对称的抛物线形,而且存在使设计推力为0和最大值的滑面倾角;抗滑桩的设计推力随着桩高度的增大以直线形式单调减小,随着桩宽度的增大以抛物线形式单调增加,随着桩间距的增大而单调减小。最后,通过工程实例验证了基于桩间土拱效应的抗滑桩设计推力计算方法的合理性。     

超载作用下边坡-抗滑桩体系稳定性及土拱效应研究

为深入研究坡顶超载环境下抗滑桩加固边坡的整体稳定性,依据现行地基规范并结合地基承载力理论,取均布超载强度q计算抗滑桩-边坡体系的安全系数和桩身内力分布。在此基础上,讨论坡顶超载外边缘线至坡顶不同水平距离Lq对加固后边坡稳定性的影响,将边坡顶部均布超载视为埋深为零的条形基础,考察不同超载强度和超载作用位置条件下边坡的整体稳定性及桩间土拱效应。研究表明:抗滑桩-边坡体系在特定的桩间距范围内形成土拱,坡顶不同超载强度和超载作用位置影响着桩间土拱的分布、发展及破坏规律,土拱效应集中反映了抗滑桩的作用机制和加固效果。更多还原     

桩后－桩侧共同成拱的悬臂式抗滑桩合理桩间距研究

为充分利用悬臂式抗滑桩桩后－桩侧土体的土拱效应，建立能描述桩后－桩侧成拱土体应力状态的抗滑桩合理桩间距计算模型。首先构建了桩后－桩侧土拱共同作用的平面概化模型，基于拱体静力平衡条件与土体成拱强度条件确定了考虑自重应力作用的桩后－桩侧拱体的极限应力状态；然后借助经典的Ｄｒｕｃｋｅｒ－Ｐｒａｇｅｒ强度破坏准则对拱脚与拱顶两处最易破坏点进行强度验算，籍此确定抗滑桩的合理桩间距。研究结果表明:桩后－桩侧拱体的拱脚先于拱顶破坏，合理桩间距的确定应基于拱脚强度控制准则；通过对两个表现为显著不同力学性质的滑坡治理工程进行验算，并与前人计算结果进行对比，表明该方法不仅可准确确定抗滑桩的合理桩间距，而且表现出较强的适应性；与此同时，悬臂式抗滑桩的合理桩间距随土体抗剪强度参数、抗滑桩截面尺寸的增加呈近似线性增大，而随着桩后滑坡推力的增加而快速减小。     

双排抗滑桩加固边坡稳定性与荷载传递机制分析

为探讨不同双排桩布桩形式下的阴影效应及抗滑桩-边坡体系的稳定性,考虑三种双排桩布桩形式,采用基于强度折减的有限元方法开展了桩头自由和固定约束条件下抗滑桩加固边坡的三维数值计算,获得了抗滑桩-边坡体系整体稳定性安全系数、潜在滑动面以及桩身内力分布情况,并与单排抗滑桩工况进行了对比研究。在此基础上,结合三类双排桩在不同深度处的主压应力分布图,深入探讨了相邻抗滑桩间的土拱效应、后排桩与前排桩间的荷载传递机制。研究表明,当双排抗滑桩加固潜在滑移坡体时,不同深度、不同布桩型式下的土拱效应不同,桩间的土拱在一定程度上反映了双排抗滑桩的作用机制和加固效果。更多还原     

基于CEEMD-RF模型的渣土边坡地下水埋深预测

地下水是影响渣土边坡稳定性的关键因素之一,地下水埋深预测对分析渣土边坡稳定性具有重要意义。考虑渣土边坡地下水水位的高度非平稳和非线性特点,提出了一种基于相空间重构的互补集合经验模态分解-随机森林（CEEMD-RF）的地下水埋深预测模型。以广州市某渣土边坡SW2水文观测孔为例,将基于相空间重构的CEEMD-RF模型应用于该渣土边坡的地下水埋深预测,并与相空间重构的RF模型预测结果进行对比分析。结果表明:利用CEEMD-RF模型对地下水埋深预测的拟合优度为0.997,均方根误差为0.03 m,优于相空间重构的RF模型预测结果;基于相空间重构的CEEMD-RF模型预测的地下水埋深序列能很好地反映地下水埋深的尖变点。     

考虑桩后及桩侧土拱间相互作用的合理桩间距

抗滑桩的桩间土拱除了桩后土拱外，还有桩侧土拱。基于抗滑桩的上述成拱形式，分别对桩后土拱、桩侧土拱及其相互作用进行了受力分析，在此基础上，根据土拱的极限平衡条件，推导出土拱间的相互作用力及考虑桩侧、桩后土拱及其相互作用的桩间距计算公式。以具体工程实例，对目前常见的桩间距计算方法和本文计算方法的计算结果进行了对比分析。研究结果表明:与目前常用的仅考虑桩后土拱（或桩侧土拱）和虽然考虑桩侧、桩后土拱，但忽略土拱间相互作用力的计算方法相比，本文所述方法更加符合工程实际。     

梯形断面竖向预应力锚索抗滑桩桩间距研究

梯形断面竖向预应力锚索抗滑桩是一种水毁滑坡治理的新方法,针对以往计算模型仅将梯形抗滑桩的土拱效应视为两个独立土拱作用的缺陷,考虑土拱之间存在的衔接问题,提出了梯形抗滑桩存在双土拱整体共同作用形式的新方法。通过建立整体土拱形式的计算模型,推导了整体土拱桩间距计算公式,弥补梯形抗滑桩桩间土拱整体共同作用时的桩间距计算,并依托工程应用对计算值进行了分析比对。在其他因数恒定时,定量分析了荷载对桩间距的影响。结果表明: 桩间距计算值较为合理,即桩间距离相对较大,说明了梯形抗滑桩增加的桩侧角度,使土拱效应得到增强,对滑坡治理起到了更好效果; 得到滑坡产生的均布荷载在 40 kN /m ＜ q ＜ 120 kN /m 时对桩间距影响幅度为 47% ,在 120 kN /m ＜ q ＜ 200 kN /m 时对桩间距影响幅度为 18% 。研究成果为梯形抗滑桩设计提供理论参考。     

梯形断面抗滑桩桩间距计算方法研究

针对滑坡治理新方法——梯形断面抗滑桩,分析了梯形断面抗滑桩土拱效应的形成机理,建立了梯形断面抗滑桩桩间距计算模型。将该类桩的土拱效应视为两个独立的土拱作用,利用土体极限强度、拱脚强度以及桩间静力平衡推导了相应的桩间距计算公式。实例分析表明,梯形断面抗滑桩桩间净距比其他矩形桩桩间净距大,说明梯形抗滑桩斜边的存在使土拱效应整体效果得到加强,梯形抗滑桩相较于其他形式的抗滑桩具有更好的抗滑效果。     

基于土拱效应的抗滑桩合理间距不同方法的对比分析

基于土拱效应理论,针对边坡稳定分析中抗滑桩的合理间距进行分析。文中对比分析了以往文献中的不同方法,通过分析相邻拱脚截面静力平衡关系、拱顶截面前缘点最大主应力公式、拱脚截面强度条件的3个方程,推导出了桩间净距的计算公式,并结合工程实例进行了验证。     

树根桩与预应力桩联合加固边坡稳定分析

目前对树根桩与预应力桩联合加固边坡的研究相对较少,对其稳定性与敏感性的分析也不够深入。以徐州奎河边坡加固工程为例,基于强度折减方法,利用FLAC3D软件建立数值模型,分析树根桩与预应力桩联合加固边坡的稳定性及桩体受力与变形情况,并与预应力桩加固、树根桩加固、不加固3种方案进行对比分析,最后通过正交试验分析树根桩与预应力桩联合加固后边坡稳定性影响因素的敏感性。结果表明,采用树根桩与预应力桩联合加固边坡时：（1）比其他加固方案的边坡水平位移与支护桩水平位移更小,安全系数更高,达到了较好的加固效果;（2）边坡潜在滑动面为绕过坡脚的经过土岩交界处的深层滑动面,边坡下滑力主要由预应力桩承担;（3）边坡安全系数对各影响因素的敏感性顺序为预应力桩边长>树根桩桩长>预应力桩桩间距>预应力桩桩长>树根桩桩间距>树根桩直径。研究结果可为类似工程设计提供参考依据。     

基于上限分析的渣土边坡抗滑桩桩位优化研究

针对加固城市渣土堆填边坡的抗滑桩桩位优化问题,基于强度折减技术和极限分析上限法,采用遗传算法结合非线性规划SQP算法,提出了渣土边坡抗滑桩桩位优化方法。深圳市某渣土堆填边坡抗滑桩桩位优化分析结果表明:给定安全系数下,抗滑桩桩位对抗滑桩需提供的抗滑力、滑裂面以上桩长和最可能滑裂面都有显著影响;暴雨工况下的抗滑力、滑裂面以上桩长和最可能滑裂面范围均大于自然工况下的。考虑局部失稳问题,综合确定天然工况和暴雨工况下加固案例边坡抗滑桩最优桩位分别位于为桩位系数ε=0.3和ε=0.6附近。研究结果可为渣土边坡抗滑桩桩位优化设计提供技术指导和理论支撑。     

降雨条件下抗滑桩边坡稳定性影响的数值分析

针对降雨状态下的抗滑桩边坡的稳定性问题,为了将有限元强度折减法更加准确、有效地应用于降雨滑坡计算,基于Geostudio软件,运用迭代算法处理降雨入渗边界,获得边坡各时刻的水压分布,将场变量的有限元强度折减法与ABAQUS中提供的接触算法相结合,提出了降雨作用下抗滑桩边坡稳定性分析的有限元强度折减法。利用该方法分析了降雨条件下抗滑桩间距、桩位、桩长对抗滑桩边坡稳定性的影响,并与未考虑降雨时的影响规律进行对比。结果表明:桩间距越小,无雨情况下抗滑桩作用越好;而在降雨条件下,间距过小易形成桩间积水,不利于积水排泄,抗滑效果降低。当桩位于边坡中部时,无雨条件下抗滑桩作用最佳;而在降雨条件下,因坡脚具有较高的水力梯度,将抗滑桩置于坡脚时能够更好的起到抗滑效果。无论是否下雨,增加桩长长度,均能提高抗滑桩的抗滑效果。     

基于临界滑动场理论的抗滑桩加固边坡稳定分析

临界滑动场理论已在边坡稳定、土压力理论、地基承载力等方面得到了应用和发展,但少见在抗滑桩加固边坡方面的应用研究。基于余推力法边坡滑动场理论,从理论基础、计算方法、算例验证3方面对抗滑桩加固边坡的临界滑动场方法进行了系统的分析研究,包括边坡土体的离散方法、复合土体抗剪参数的确定、临界滑动场的搜索、状态点危险滑动方向、最大剩余推力的确定以及最小安全系数的计算。采用经典算例对所提出的方法进行了验证,结果表明,基于临界滑动场理论的抗滑桩加固边坡计算方法是合理的。     

抗滑桩滑坡推力及桩前抗力设计计算

滑坡具有发生频率高、灾害损失严重等特点,合理计算抗滑桩滑坡推力及桩前抗力对于滑坡治理具有重要意义。滑面抗剪强度参数c、φ的设计值是根据少数钻孔取样进行试验得到或根据经验取值,不能代表滑面的平均抗剪强度,导致滑坡稳定安全系数及相应的滑坡推力曲线计算结果与实际情况存在差别。单排抗滑桩设计计算时通常不考虑桩前抗力,双排或多排抗滑桩滑坡推力的分配尚无相关规定,造成了抗滑桩滑坡推力及桩前抗力设计计算不合理。通过理论分析、数值模拟和工程应用等手段对滑坡稳定性状态及相应的滑坡推力曲线、单排抗滑桩滑坡推力与桩前抗力计算、双排抗滑桩滑坡推力分配等进行研究。研究得出:滑坡体处于极限平衡状态的判定依据为滑坡末端条块剩余滑坡推力T_n=0和滑坡体天然边坡稳定系数K=1.0,两个条件需同时满足;单排抗滑桩滑坡推力及桩前抗力设计计算中,当滑坡天然稳定系数K≥1.0时,采用实际c、φ求得的设计滑坡推力与实际滑坡推力之差作为抗滑桩桩上的设计值能保证滑坡的稳定;当K1.0时,应采用实际c、φ求得的设计滑坡推力曲线与桩前剩余抗滑力之差作为抗滑桩设计值。提出的考虑桩前土体剩余下滑力的设计计算方法能使双排抗滑桩更合理地分配滑坡推力。研究成果对抗滑桩的设计计算具有一定参考价值。     

双排抗滑桩受力规律的数值研究

采用FLAC3D程序,分析了三维状态下双排桩加固滑坡时滑坡剩余下滑力在前、后排桩上的分配规律,以及当滑体抗剪强度参数变化时桩后推力与桩前抗力的分布规律。结果表明：当桩间距在2～5倍桩宽、桩排距在1～8倍桩高范围内变化时,前、后排桩对剩余下滑力的分担比在4∶6和3∶7之间变化;前排桩的桩后推力与桩前抗力分布形态分别接近于梯形和抛物线形,后排桩则均接近于梯形。研究成果可为滑坡加固工程设计时参考。     

强降雨作用下填土滑坡的失稳机理及加固处理措施研究

云南阳宗海西侧某职业学院填土边坡去年雨季发生滑坡,强降雨入渗导致的地下水渗流与土层软化作用构成了滑动的主要促发因素。变形分析和稳定性计算揭示滑动面主要形成于填土与残坡积层分界面。运用基于有限差分原理的Flac3D 软件来对该滑坡体进行分析,研究房屋加载与无加载时边坡的应力及位移场分布对滑坡的影响。应急处置按照“应急工程先行,防止恶化;永久治理,不留后患”的滑坡防治原则,采用旋挖桩预加固稳坡、抗滑桩与排水等综合治理措施,取得良好效果。     

基于修正主应力旋转理论的抗滑桩桩间土绕流计算方法

桩间土绕流验算是抗滑桩设计三大验算流程之一,研究绕流计算方法对于在保证抗滑桩工程稳定安全的前提下,提高设计精度、节省资金具有重要意义。为弥补现有"拱结构物"假设理论的不足,引入Terzaghi松动土压力理论,建立Terzaghi松动土压力与桩间距的关系以及修正主应力旋转理论。并在Ito塑性变形理论假设基础上提出塑性变形理论适用的上限与下限桩间距,结合修正主应力旋转理论与Terzaghi土拱计算理论建立了极限桩土荷载分担比计算模型,根据所提模型计算结果获得了桩土荷载分担比与土体性质、桩间净距的关系。然后与数值模拟的计算结果进行了对比分析,并提出了桩间土绕流验算方法:定义桩间土稳定性系数为极限桩土荷载分担比与实际桩土荷载分担比之比,稳定性系数大于1表示桩间土较稳定,不发生绕流。     

基于土拱效应的抗滑桩临界桩间距影响因素研究

合理设置抗滑桩桩间距对确保滑坡稳定具有重要作用。针对土拱理论在抗滑工程中的应用,对抗滑桩工程中土拱效应的影响因素进行了较为详细的介绍,讨论了各影响因素对抗滑桩临界桩间距的影响,并以工程实例说明了各种算法的差异,对于抗滑桩工程的设计和施工具有一定的指导意义。