基于ABAQUS的抗滑桩加固边坡的数值模拟分析

抗滑桩加固边坡具有较好的效果,基于ABAQUS数值计算软件,采用强度折减法,研究桩位、桩间距与桩径比、桩长等因素对边坡安全系数以及边坡失稳时滑裂面出现位置的影响。研究表明,安全系数随桩间距和S/B的增大而减小;最优加固位置L_x/L=0.2~0.4处,综合边坡加固效果最佳;抗滑桩长度在22~26 m较为合适,抗滑桩的锚固深度为4/11~5/13桩长较为合理。     

利用抗滑桩加固临水岸坡的边坡稳定性分析

介绍了一种基于瑞典法和简化Bishop法分析抗滑桩加固边坡的极限平衡法．通过试算，可以确定边坡达到稳定要求时，需要桩提供的最小抗滑力及边坡潜在滑动面的位置，进而对抗滑桩的桩位进行优化．结合某闸室岸坡工程的算例表明，抗滑桩能有效提高边坡的稳定性；抗滑桩设在通过边坡潜在危险滑动面最低点时效果最好；设抗滑桩会改变边坡潜在危险滑动面位置．     

基于抗滑桩强度和桩位因素对边坡稳定性影响研究

本文结合 FLAC3D软件对抗滑桩加固边坡工程进行数值模拟,并结合强度折减法拟定了边坡滑面的失稳判据。以此为重点探讨抗滑桩的布设位置、桩长、弹性模量等因素对边坡整体稳定系数、滑移面的影响。研究结果表明: 最优设桩位置受桩长的影响较大。总的来说,抗滑桩设置在边坡滑面的中上部可提升边坡滑面的安全稳定性。另外,抗滑桩的位移方向对桩身受力和形变也影响较大,可采取抗滑桩向边坡中上部偏移和取适当的嵌固深度的办法来综合提升边坡稳定系数,而对于抗滑桩的弹性模量取值偏大虽能提高抗滑桩的抗挠度,但会增加工程的施工成本,且不能提高边坡滑面的稳定性。因此,需合理选取抗滑桩的弹性模量值。     

基于抗滑桩强度和桩位因素对边坡稳定性影响研究

本文结合FLAC~(3D)软件对抗滑桩加固边坡工程进行数值模拟,并结合强度折减法拟定了边坡滑面的失稳判据。以此为重点探讨抗滑桩的布设位置、桩长、弹性模量等因素对边坡整体稳定系数、滑移面的影响。研究结果表明:最优设桩位置受桩长的影响较大。总的来说,抗滑桩设置在边坡滑面的中上部可提升边坡滑面的安全稳定性。另外,抗滑桩的位移方向对桩身受力和形变也影响较大,可采取抗滑桩向边坡中上部偏移和取适当的嵌固深度的办法来综合提升边坡稳定系数,而对于抗滑桩的弹性模量取值偏大虽能提高抗滑桩的抗挠度,但会增加工程的施工成本,且不能提高边坡滑面的稳定性。因此,需合理选取抗滑桩的弹性模量值。     

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。     

微混凝土抗滑模型桩的地震动力弹性反应试验研究

为研究原型钢筋混凝土抗滑桩的加固效果和地震动力反应,采用微混凝土抗滑模型桩制作了高位单排抗滑桩加固边坡模型,进行了动力离心模型试验,测量了地震作用下边坡变形、反应加速度和在较高桩位条件下抗滑桩静动力弯矩等反应规律.结果表明:在地震作用下,微混凝土模型桩在加固边坡模型中有足够的抗弯承载强度,仍处于弹性工作范围内.进一步分析而表明,抗滑桩对周围土体的约束和由此形成的土拱效应使得桩体附近土体的反应加速度略有减小,抗滑桩加固是有效的.     

两种距径比下微型组合抗滑桩物理模型试验

通过开展2种距径比下微型组合抗滑桩加固碎石土滑坡室内物理模型试验,分析微型组合抗滑桩的受力变形特点,研究距径比对微型组合抗滑桩整体抗滑性能的影响。试验结果表明①微型组合抗滑桩结构受力变形可分为3个阶段(无变形阶段—阶段—性破坏阶段);②桩顶位移超过总桩长的3.6%,微型组合抗滑桩就进入塑性破坏阶段;③桩顶连系梁有效约束了桩体位移,使得微型组合抗滑桩各排桩在位于滑面以上约l₂/8处(l₂为自由段长度)出现反弯点,且滑面以上l₂/5、以下l₁/10(l₁为嵌固段长度)范围内的桩身弯矩较大,且最大弯矩位于滑面以上l₂/20处;④距径比较小(即7.5)时,微型组合抗滑桩对桩间土体的“楔紧”作用较强,抗滑桩能承受更大的滑坡推力作用。     

库水位骤降条件下涉水边坡抗滑桩加固效果

针对工程实践中涉水边坡抗滑桩设计技术规范欠缺、计算模型过于简化等问题,采用强度折减拉格朗日差分法模拟分析水位骤降速度、水深坡高比、抗滑桩桩位等因素对涉水边坡抗滑桩加固效果的影响。结果表明:库水位骤降速度越大,抗滑桩加固后的边坡安全系数越小;与抗滑桩加固前相比,抗滑桩加固后水深坡高比与边坡安全系数的关系发生了较大变化,应计算最大库水位骤降速度工况下不同水深坡高比对应的边坡安全系数,取其中最小的边坡安全系数作为边坡稳定性判别依据;库水位骤降条件下,抗滑桩布设的位置对边坡加固效果具有较大影响,可根据不同桩位条件下的水深坡高比与边坡安全系数的关系曲线确定合理桩位。     

傍山公路高边坡抗滑桩加固技术研究

以宁波奉化市浒溪线边坡“灿鸿”台风水毁治理工程为研究对象，通过建立多种抗滑桩加固边坡有限元模型，探讨了桩长、桩间距、桩截面等因素对边坡加固效果的影响；基于矢量和法推导了边坡安全系数的理论解析解，编写了求解矢量和法边坡安全系数的程序，研究了节理面性质对含节理边坡稳定性的影响规律。结果表明:桩长越长，加固效果越好，但桩长增加到一定长度时，加固效果增强不明显；桩间距越大，边坡加固效果越差；桩截面对边坡加固效果最为明显，随着桩截面增大，边坡安全系数明显提高；节理面黏聚力、内摩擦角参数越大，边坡安全系数越大。研究成果可为类似边坡工程的设计和施工提供参考。     

护岸抗滑桩设计的一种实用计算方法

建于软土地基上护岸工程进行桩基处理时除应考虑竖向荷载外,还应特别考虑边坡深层滑动所引起的水平荷载。水平深层滑动力和土体自身抗滑力的差值大小,决定了所设置抗滑桩的单桩水平承载力、桩间距、桩排数及入土深度。从边坡抗滑稳定系数的定义出发,推导出需设置抗滑桩排数的实用计算公式。通过工程实践证明该方法的合理性和正确性。     

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。     

考虑地下水影响的多层渣土边坡抗滑桩最大桩间距研究

近年来,随着现代城市工程建设规模的不断扩大,由工程弃土引起的渣土边坡稳定性日益引起各界的高度关注,但目前对多层渣土边坡的桩间距研究较少且大多数未考虑地下水对桩间距的影响。鉴于此,基于统一强度理论开展了考虑地下水与不考虑地下水2种条件下多层渣土边坡模型最大桩间距研究。首先采用GEO-STUDIO搜索出2种渣土边坡模型的潜在滑动面,查明了抗滑桩桩后推力分布特征,建立了考虑土拱受力形式的桩间土拱模型;然后根据基于统一强度理论的强度条件和平衡条件,推导出了各层滑体的最大桩间距计算公式;最后研究了多层边坡中各滑体相互作用形式,用于确定渣土边坡的最大桩间距。2种多层渣土边坡模型的计算结果显示:考虑地下水存在情况下的边坡的滑体体积和剩余推力更大,而稳定性系数和最大桩间距更小。深圳某渣土边坡实例的计算结果表明,本文所提出的最大桩间距研究方法对实际工程中多层渣土边坡中最大桩间距的确定具有一定的借鉴意义。     

滑坡体预应力锚索抗滑桩参数优化设计研究

依托青峪口水库上游草池滑坡体,采用有限差分法分析不同状态下的滑坡体变形和受力分布,进行预应力锚索抗滑桩参数优化设计。结果表明：桩位对滑坡体稳定性的影响较大,随着桩位与坡脚距离的增大,滑坡体安全系数先增大后减小;同一桩位下,抗滑桩锚固段存在临界长度,为30 m;抗滑桩桩距对滑坡体稳定性的影响比桩截面尺寸的影响大;在26°～35°范围内的锚索角度对滑坡体稳定性的影响较小。建议抗滑桩截面尺寸、桩距、锚索角度分别取2.5 m×3.5 m、7 m和27°。     

桩基码头岸坡稳定和桩基性状的简化计算

提出的桩 -岸坡稳定简化计算方法 ,考虑了桩的允许抗弯弯矩和桩在岸坡和滑动面下的嵌固深度 .算例表明 ,简化计算法的结果比港工规范中推荐的方法合理 .在此基础上 ,建议采用计算水平承载桩的方法来计算桩基性状 ,考虑了桩的允许抗弯弯矩、滑动面下的嵌固深度、岸坡稳定安全系数和桩头联结条件等多种情况 ,可得出桩基的挠度、转角、弯矩和剪力 .     

顺层岩质边坡抗滑桩弯折破坏模型及试验研究

悬臂式抗滑桩是边坡工程有效防护手段,由于岩土体介质及滑坡结构的特殊性,其在滑坡推力及锚固反力共同作用下的桩身力学行为有待进一步研究。基于顺层岩质边坡的地质结构特性及顺层滑移模式,对抗滑桩锚固段的桩后土体抗力进行分析,分别考虑土体抗力为矩形、三角形和梯形分布情况,建立悬臂式抗滑桩力学模型,研究抗滑桩在顺层边坡滑坡推力及土体锚固反力共同作用下的弯折破坏位置,得到了抗滑桩锚固段弯折破坏位置与抗滑桩的长度、埋深以及滑移面的剪切力的关系及其表达式。通过试验对模型进行验证,对抗滑桩的理论弯折破坏位置进行实际对比。结果表明:在此种滑移模式下,悬臂式抗滑桩的锚固反力按梯形分布计算时,理论模型计算结果与试验结论有较好的一致性,而在按照矩形或三角形分布计算时,理论结果与试验结论相差较大。所以,在施工设计过程中,应在计算得出的悬臂式抗滑桩弯折破坏位置布置较密的抗弯钢筋或按最不利条件计算最大弯矩,确保抗滑桩的承载能力满足要求。     

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。     

可液化地基上边坡加固桩地震动力破坏特点研究

采用研制的微混凝土抗滑模型桩,利用动力离心模型试验研究了高水位抗滑桩加固边坡的动力反应、动孔压变化、地基液化以及液化后大变形滑坡和动力断桩破坏规律。试验结果表明:由于动孔压上升较大,有效应力降低较多,导致动弯矩增幅较大,且动力附加弯矩值大于震前静力弯矩,表明地基液化与土体滑动导致的动力附加弯矩是抗滑桩产生断桩的主要原因。抗滑桩桩体完全断桩后,桩底静动总弯矩接近于零,嵌固约束完全失效,转化为活动铰约束。同时,饱和地基部分液化使得边坡上部土体的动力响应略有减小,加速度响应是随着高程先减小,然后略有增大。     

动态规划法在搜索加筋土坡最危险滑动面的应用

本文采用非线性有限元法计算加筋土坡的应力场和位移场，依据剪应力法定义的安全系数，应用动态规划法搜索土坡的最危险滑动面。根据计算结果，对比了加筋前后土坡应力场和位移场的变化，分析了加筋对土坡侧向位移和最危险滑动面的影响。指出因加筋材料承担了部分剪应力，约束了土体的侧向位移，从而减小了土中的水平应力，扩散了剪应力，增大了土坡的安全系数。同时，计算分析了加筋材料摆放位置不同时，对土坡抗滑能力的影响效果。提出当将加筋材料贯穿于土中塑性区时，加筋效果最明显。对于较弱地基的土坡，筋材放置在坡底，有利于坡身荷载在地基土中的应力扩散，对限制地基土的侧向位移，提高土坡的安全系数有明显的效果。