三峡库区滑坡治理中抗滑桩锚固深度的研究

分析了三峡库区滑坡治理中抗滑桩锚固深度一般取桩长的1／2～1／3存在的问题。用弹性地基系数法，计算了弹性桩作用于桩侧岩土体的应力。滑动面为倾斜面时，对桩前岩体中存在的不利结构面进行抗滑稳定性验算，得出抗滑桩的最小锚固深度，提出了根据桩周岩土体的性质来确定桩侧岩土体的横向容许承载力。工程实例表明：桩的锚固深度的确定可以依据桩的不同结构形式，稳定地层的强度，滑坡推力，桩的刚度，桩的截面和间距及是否考虑桩前滑体的抗力等因素综合确定。     

柔性桩黏性土的非极限主动土压力

以柔性桩支护的黏性土基坑边坡为研究对象,考虑桩后土拱效应、非极限状态下桩土内摩擦角和黏聚力发挥值、桩后土体内摩擦角和黏聚力发挥值的影响,从黏性土应力莫尔圆出发,采用微层分析法建立静力平衡,搜索桩后土体潜在滑动面,推导柔性桩黏性土的非极限主动土压力计算式。通过实例计算对比分析了本文计算理论与经典Rankine计算理论,本文计算方法计算得到的主动土压力大于Rankine计算值,合力作用位置高于Rankine计算值,潜在滑动面范围小于Rankine极限状态滑动面。     

不同锚固深度对双排抗滑桩稳定性及内力的影响

基于FLAC3D建立简化的双排抗滑桩数值计算模型,考虑桩土相互作用,通过在滑坡体边界施加荷载的方法模拟作用在抗滑桩上的水平推力,系统研究抗滑桩锚固深度改变对双排抗滑桩稳定性及桩身内力的影响.研究发现,前、后排抗滑桩锚固深度的变化对双排桩桩身变形、弯矩、剪力有显著影响:锚固深度变化对前、后两排抗滑桩的桩身变形均有较大影响且前排抗滑桩锚固深度改变对桩体变形的影响大于后排桩,但适当减少前排桩锚固深度对双排抗滑桩整体稳定性影响不大;后排桩锚固深度的改变对双排抗滑桩桩身弯矩及剪力的影响大于前排桩锚固深度的改变.因此,选取合理的双排抗滑桩锚固深度能够在确保加固效果的同时减小工程投资.     

弹性抗滑桩内力计算的有限差分“m—k”法

基于地基系数“m-k”法的原理,提出了进行锚索抗滑桩全桩内力计算的有限差分法,同时,编写了该法的计算和图形处理程序。实例计算结果表明：只要等量差分段取得足够小,虽然所耗机时稍长,但可获得高精度数值解,其精度高于采用传统手算法所得的精度,而且图形处理结果可优化抗滑桩的结构设计,且考虑了各种桩底支承条件。本方法基本原理同悬臂桩法,滑动面以下锚酒桩的内力计算同普通桩完全相同,滑动面以上不同的只是此时的桩顶条件有所不同,必须考虑锚索拉力的作用。地基系数“m-k”法适用于滑动面以上地层为土层或严重风化岩层,滑动面以下为岩层的情况。     

基于桩土共同作用下的注浆微型桩设计计算

将桩土复合体视为一个整体,简化为连续中厚档板,滑动面以上为弹性板,滑动面以下为刚性板,利用等效刚度原则求到桩土复合体的等效刚度,采用滑动面处位移相等原则,保证桩身在滑动面处的内力和变形位移的连续性以及反应土体的连续性,使计算结果更符合微型桩群的实际受力情况。板的计算参数取用岩土体计算参数,进而计算出桩体的变形位移及内力。通过实例求解得到桩土复合体的位移及内力图,与数值计算方法和悬臂桩法计算所得变形位移及内力图变化趋势相同,且变形位移和内力的计算结果偏大,为桩土破坏提供了一定的安全储备空间。     

桩拱组合式挡土墙及其简化设计方法研究

桩板式挡土墙是山区道路工程建设中经常采用的一种支挡结构,由于抵抗水平荷载的需要,传统桩板式挡土墙结构桩和板的尺寸通常做得较大,桩体的布置较密,不经济。基于此,提出一种新的适用于山区道路的桩拱组合式挡土墙,利用拱结构受压性能较好的特点,采用拱板代替传统的平板,拱板与桩基础的上部连接,整体结构可以通过装配式或者现浇制作而成。基于土压力和桩基水平承载力理论,分别建立拱板主动土压力计算模型和抗滑桩计算模型,利用拱板荷载传递给桩基的基本原理,建立桩拱挡土墙整体结构的力学平衡方程,通过求解平衡方程获得桩拱挡土墙整体结构的极限承载力。通过参数分析,分别讨论了不同的桩体几何尺寸、拱板几何尺寸以及土体参数对桩拱组合式挡土墙极限承载力的影响,结果表明,增加矩形截面的长宽比、桩体嵌入深度、土体摩擦角等可以有效提高桩拱组合式挡土墙的极限荷载。     

桩后及桩侧土拱共同作用的抗滑桩桩间距分析

为得到较为符合工程实际的抗滑桩合理桩间距计算公式,在考虑桩土相互作用及已有数值模拟结果的基础上,提出桩后土拱及桩侧土拱同时存在并共同受力的计算模型,且两者拱轴线线型符合合理拱轴线条件.分析抗滑桩桩后土拱及桩侧土拱极限承载力,并假定在合理桩间距条件下,桩后土拱及桩侧土承载力之和为土体总推力的大小.在此假设的基础上,推导出合理桩间距的计算公式,分析考虑滑坡推力在沿桩深度方向上非均匀分布的工况,并与工程实际进行比较,结果与之相符合.对所得合理桩间距计算公式中参数进行分析,结果表明:合理桩间距随抗滑桩截面尺寸及土体黏聚力增大而线性增加,随土体内摩擦角增加而曲线递增.     

水平荷载作用下斜坡刚性桩非线性分析

在综合分析现有水平荷载作用下桩基分析方法的基础上,建立了考虑桩侧土体受力状态的斜坡刚性桩力学模型;根据极限平衡原理,建立横向荷载作用下斜坡刚性桩弯矩和应力平衡方程;引入考虑斜坡影响的p-y曲线方法,提出了综合考虑桩侧土体极限承载力与水平抗力系数沿深度呈线性增加的侧向极限承载力与土体抗力承载力系数计算方法,同时,将该方法应用于计算实例,通过与已有有限元和理论计算方法对比分析,计算结果验证了本文方法的合理性与可行性;并利用该方法,分析了斜坡坡角、桩土接触面系数以及地基水平抗力系数对斜坡刚性桩承载特性的影响因素。分析表明:斜坡的坡角、桩土接触面系数对侧向荷载作用下斜坡刚性桩的荷载位移曲线影响明显,而桩侧土的抗力系数对侧向荷载作用下斜坡刚性桩的荷载位移曲线影响不明显。     

围桩-土耦合式抗滑结构室内试验

针对一种新型围桩-土耦合式抗滑结构,建立室内模型试验,采用应力、应变等测试手段,研究结构的加固滑坡工作机制.结果表明:黏性土介质为主滑坡体中,采用4倍围桩桩径作为围桩间距,呈正六边形布置,桩顶圈梁连接构成耦合结构,锚固深度为桩长的2/5时,在滑坡推力作用下,结构整体能够发挥较好的耦合效应,即桩土形成复合体,各围桩桩后的滑坡推力在滑面以上呈抛物线分布,在滑面以上约桩长10%附近出现最大值,滑面以下呈倒三角形分布,各围桩桩前的滑床抗力在滑面以上呈倒三角形分布,且在桩顶处出现最大值,在滑面以下呈正三角形分布,在滑动面处为最小值;各围桩的桩身最大弯矩位于滑动面以上10%桩长处,滑动面上、下圴呈抛物线分布;滑体中的土压力沿滑动方向不断减小,在桩位处土压力基本不变.其研究成果为建立这种新型抗滑结构的设计理论提供依据.     

h型抗滑桩抗滑机制模型试验研究

为了探讨h型抗滑桩加固滑坡体的作用机制,利用专门设计的物理模型试验装置,在室内进行了不同锚固深度、不同前后桩间距的抗滑桩模型试验.试验结果可以看出:粘聚力较大地层中h型抗滑桩前桩前侧抗力和后侧推力呈三角形分布,后桩的前侧抗力呈矩形分布,对于后桩的后侧推力试验中有抛物线、重心偏上的抛物线、矩形3种分布形式.由此可知,在确定粘聚力较大地层中h型抗滑桩结构计算图式时,前桩前侧抗力和后侧推力都可以按三角形分布计算,后桩前侧抗力按矩形分布计算,后桩后侧推力分布不仅要考虑滑体力学性质,还应根据抗滑桩锚固深度及前后桩间距具体分析.     

悬臂式管桩在基坑支护工程中的应用研究

基于土拱效应及土体M-C屈服准则,建立了桩间土拱计算模型,并得到了悬臂段桩身土反力计算公式;考虑桩身挤土效应及深度效应,利用Vesic圆孔扩张理论,推导出挤土管桩水平承载力与水平位移之间的关系式;在此基础上,利用力和弯矩平衡条件,建立了悬臂式管桩支护结构设计方法.为了验证理论公式的可行性,将计算结果、现场实测结果及朗肯土压力计算结果进行对比分析,结果表明本文计算结果与实测结果桩侧土反力相差较小,且变化趋势基本一致,并且其计算精度相对经典土压力理论得到较大的提高,验证了理论方法的可行性.     

静压管桩技术在沈阳地区的应用

介绍了静力压入预应力混凝土管桩的沉桩机理及适用范围．根据沈阳市典型地区的试验场地工程地质条件和现场静载试验的结果，得出了静压预应力混凝土管桩的极限承载力，建立了沈阳地区桩长在7～14m范围内，桩端持力层为中粗砂和圆砾情况的极限承载力与施工终压力的关系，并给出了典型试桩的Q-s曲线、s-logQ曲线和压桩力随入土深度变化的曲线．给出了静压预应力混凝土管桩承载力特征值的计算方法．     

局部桩筏基础的设计与施工

以加拿大多伦多市某工程为例,介绍了在复杂地质条件下采用局部桩筏基础(PPRF)的设计及施工问题;探讨了设计PPRF的决定性因素;在保持PPRF设计的完整性前提下,提出了单位沉降量的准则,并用于筏板和桩的设计;计算了PPRF的滑移及转动;最后,采用有效方法对该工程采用的局部桩筏基础进行了计算分析。结果表明,PPRF的设计主要取决于侧向土压力、分布不均的建筑荷载以及地基土的非均匀承载力,工程桩应主要布置在沉降较大的区域,即位于筏板基础承受高压力而土体承载力较低的西北部。探讨局部桩筏基础的设计与施工为该类型工程的基础设计提供了一个新的解决途径。     

成层土中长桩竖向承载激发规律研究

针对成层土中长桩承载问题,结合试桩数据建立了成层土中长桩-土相互作用特性分析模型,基于分析模型研究了上砂下黏和上黏下砂中砂-黏占比对长桩竖向荷载-位移曲线的影响,分析了成层土中长桩侧阻和端阻承载分担比,揭示了达到极限承载力时成层土中桩基侧阻、端阻激发规律,即黏土层侧阻可完全激发、砂土层侧阻未完全激发,桩底端阻完全激发,为实际工程中长桩承载力计算选取合理参数提供依据。     

二元地质条件下内支撑与土钉墙支护设计问题

结合某基坑工程的设计实践,对在基坑开挖深度内有土层和岩层、且岩层内存在软弱夹层的二元地质条件下采用内支撑和复合土钉墙组合形式支护时存在的问题进行了详细分析,主要包括土压力的计算模式、钢管桩下局部地基承载力的验算、刚-揉性组合支护型式的交接处刚度协调、内撑立柱的约束状态对内支撑稳定性的影响等问题,通过对这些问题的分析,得到在设计类似基坑支护形式时需要注意的问题,并提出解决问题的措施,为同类工程提供参考。     

散体材料变截面桩复合地基极限承载力研究

以鼓胀破坏理论为基础,同时考虑桩土接触面上的摩擦,利用土压力理论,探讨了散体材料变截面桩及其复合地基极限承载力的计算方法。通过算例,讨论了桩型及桩土接触面上的摩擦角对散体材料桩及其复合地基极限承载力的影响。     

散体材料变截面桩复合地基极限承载力研究

以鼓胀破坏理论为基础，同时考虑桩土接触面上的摩擦，利用土压力理论，探讨了散体材料变截面桩及其复合地基极限承载力的计算方法。通过算例，讨论了桩型及桩土接触面上的摩擦角对散体材料桩及其复合地基极限承载力的影响。     

双排桩支护结构变形特点与土压力有限元分析

论述了双排桩支护结构设计的基奉理论、简化模型及内力计算方法;运用有限元建立平面应变模型分析双排桩支护结构,对双排桩支护结构所受土压力取值进行了分析与修正。研究表明,双排桩具有较大的侧向刚度,可有效限制围护结构的侧向变形,应将桩顶与连梁做成刚性连接,以保证有效发挥双排桩的支护效果。基坑开挖面以上桩身所受主动土压力与理论主动土压力值相近,开挖面以下桩身所受土压力介于理论主动土压力与静止土压力之间,并随着深度的增加,愈来愈接近静止土压力值。前、后排桩所受的被动土压力与理论被动土压力值相差较大,后排桩被动土压力值接近静止土压力。     

不同组合下高喷插芯组合桩抗拔承载特性试验研究

基于自主研发的大型桩基模型试验加载系统,采用砂雨法施工,对4种不同组合形式的高喷插芯组合桩（JPP桩）进行了抗拔承载性能对比试验研究。结果表明：1）JPP桩的不同组合形式对抗拔承载力有较大影响,下组合抗拔承载能力最高,其承载能力是分段组合II的1.1倍,是分段组合I的1.3倍,是上组合的1.4倍。2）极限荷载下,组合段所提供的总侧摩阻力中,下组合最高。3）在桩体上拔过程中,桩身轴力沿桩身向下依次递减;随着荷载的增加,桩身上部侧摩阻力首先达到极限值并趋于稳定,然后桩身中下部侧摩阻力逐渐发挥。4）侧摩阻力随桩土相对位移的增加而逐渐变大,在桩土相对位移较小时便达到较大值,桩身上部的侧摩阻力在达到较大值后趋于稳定,桩身中下部不同位置处的侧摩阻力在达到较大值仍有不同程度递增的趋势,总体上呈现出双曲线的分布形式。     

微型桩群加固边坡受力特性离心模型试验研究

采用黏土为边坡介质,土压力盒、位移计、应变片等为测试手段,进行了裸坡与微型桩群加固边坡的离心模型试验,研究微型桩群加固边坡的受力机理。试验结果表明,加桩边坡模型的坡面水平位移远比裸坡模型小,且桩间距越小,坡面水平位移越小。加桩模型中第一排桩桩侧土压力随时间逐渐减小,土压力总体上沿深度方向逐渐增大,第二排桩桩侧土压力时程曲线与第一排桩土压力的时程曲线有一定的相似性;试验开始阶段,坡体产生的土压力第二排桩承担比例较第一排桩大,随着试验的进行,第一排桩承担比例会逐渐增大,试验结束时,桩间距为2.0cm模型中第一排桩与第二排桩的土压力分担比为：1：0.8,桩间距为3.0cm模型中第一排桩与第二排桩的土压力分担比为：1：0.6,且桩间距越大,第一排桩所承担的土压力越大。桩体上各测点弯矩随时间呈复杂的非线性关系,弯矩数值由正值单调减小为负值,弯矩变化的梯度随时间减小;第一排桩桩身正弯矩最大值出现在9.5cm附近,负弯矩最大值出现在底部的12.5cm位置;第二排桩桩身正弯矩最大值出现在7.5cm附近,负弯矩最大值出现在5.0cm附近;第一、第二两排桩在5.0～10.0cm深度区间内由于边坡内土体滑动带的影响,造成弯矩变化剧烈。研究结果可为微型桩的设计提供一定的科学依据。