地震作用下碎石土滑坡抗滑桩的变形破坏机理

为了揭示碎石土滑坡在地震荷载作用下的变形破坏模式和作用规律,采用相似材料模型试验方法,进行了以南温碎石土滑坡为原型的物理模型试验。分析了在地震荷载作用下抗滑桩不同的锚固深度下,桩位移和边坡变形情况。利用弹塑性动力固结大变形有限元模型,采用非线性分析方法,进行了一系列对比分析研究。进一步验证了碎石土滑坡的变形破坏机理。分析了不同的锚固深度下,桩顶的动位移和变形响应。通过室内物理模型试验和数值模拟分析,提出南温滑坡抗滑桩的锚固深度设置,宜为桩长的0.29～0.31倍。其设计方法和研究思路,可为相关研究提供参考和借鉴。     

复杂地质条件下抗滑桩水平承载特性影响因素分析

抗滑桩是治理滑坡时经常采用的一种有效的边坡防护工程措施,其水平承载力是评价边坡加固效果的关键。为研究复杂地质条件下边坡抗滑桩的水平承载特性,以卡拉水电站上田镇滑坡体防护工程为例,采用现场试验和数值模拟相结合的方法研究边坡抗滑桩的水平承载特性。基于抗滑桩现场单桩水平静载试验,验证数值计算模型的准确性,在此基础上进行抗滑桩水平承载力影响因素分析。结果表明：前后排桩受水平承载力呈现不均匀性,在相同水平承载力作用下后排桩桩顶最大弯矩大于前排桩桩顶最大弯矩;不同桩布置对群桩水平承载特性影响较大,其中双排交错布置方式桩顶弯矩最小,单排交错次之,双排水平桩顶弯矩最大;相同水平荷载作用下,与1.2 m和1.3 m桩间距相比,1.4 m桩间距的群桩效应较为明显;桩入岩深度对群桩水平承载能力影响较小,只在土-岩体分层界面有明显差异。     

基于地震作用的预应力锚索抗滑桩边坡加固应用优化研究

为研究地震作用下预应力锚索抗滑桩边坡防护的滑坡推力计算方法,通过找出作用在潜在滑坡面抗滑桩结构上的受力荷载,测算出作用于锚索抗滑桩上的滑坡推力,提出以锚索抗滑桩正负弯矩相等的控制方法和K法来设计预应力锚索抗滑桩边坡防护结构。通过对比不同方法说明所提出的预应力锚索抗滑桩边坡加固的设计方法符合工程实际。以汶川地震中某滑坡工程为对象,研究其稳定性问题。结果表明,采用桩身相等的正负弯矩控制法时,锚索抗滑桩的受力更合理,桩顶位移变化量最小,其抗震加固能力最好,在具体工程中,更有利于锚索抗滑桩桩身配筋设置。实践证明,利用预应力锚索结构原理进行边坡抗滑桩设计,可以保证设计的预应力锚索抗滑桩结构的安全经济性。     

基于FLAC~(3D)的抗滑桩土拱效应发展特征研究

为揭示抗滑桩与滑坡体相互作用机理和抗滑桩土拱效应的发展变化特征,利用FLAC3D软件对抗滑桩与滑坡体相互作用过程开展了数值模拟计算,并对比分析了不同滑坡体发生位移时桩周土体位移和桩间土体应力的变化规律。研究结果表明:滑体在滑移过程中,土拱效应逐渐由桩后应力拱过渡到桩间应力拱,直至桩周土体产生滑动;埋深较浅时,主要由桩体限制桩周土体位移;随着埋藏深度的增加,由桩体及桩后、桩间、桩前土体共同承担下滑力作用,随着埋深的进一步增大,桩后土拱拱高增加及作用范围扩大,此时下滑力主要通过桩后及桩间土拱作用及桩体承担。     

不同地震作用下弧形排布抗滑桩及边坡稳定性分析

以九寨沟某特大桥高边坡为研究对象,研究不同地震作用下弧形排布抗滑桩和边坡的动力特性和稳定性。结果表明,抗滑桩连系梁中部桩顶水平位移大于两端;坡腰处的地震加速度的增长速率趋势减弱,但整体数值基本随边坡高度的增加而增大;弧形排布抗滑桩第一主应力均出现在连系梁两侧,而抗滑桩本身第一主应力较小;弧形抗滑桩能适用于0. 1g、0. 2g汶川波和0. 2g阪神波,而在其他工况弧形排布抗滑桩连系梁混凝土本身出现开裂;边坡土体主应变较大值主要出现在各台阶底部,且在弧形排布抗滑桩前部土体有最大主应变;唐山波在时程上加速度幅值起伏波动远大于汶川波和阪神波,边坡水平波动响应也大;唐山波下抗滑桩桩顶的整体水平位移远大于阪神波和汶川波。     

地震作用下抗滑桩作用机制研究

采用 Ansys 有限元计算软件,选取某抗滑桩加固滑坡为例,采用人工地震波,研究地震作用下抗滑桩与坡体相互作用机制。研究结果表明：各特征点动土压力、动位移值均随着输入地震波加速度的增加而增加,其峰值出现时间稍晚于地震波加速度峰值时间。处于稳定岩体部分桩的反力最大值和分布形式因不同时刻的地震加速度不同有较大的差异。滑体内部段桩土压力在深度上的分布除桩顶以外,其余部分的土压力基本属于均匀分布。输入的地震波加速度越大抗滑桩的变形越大,桩身位移沿桩顶向下减小。     

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°。     

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。     

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.     

滑坡治理工程对库水位变化的响应特征 ——以三峡库区张飞庙滑坡为例

三峡库区张飞庙滑坡是三峡水库蓄水后引发的堆积层推移式大型滑坡,采取的主要治理工程措施有:削方减载、反压坡脚和实施抗滑桩工程。基于对滑坡2007～2009年现场监测数据的研究,分析了治理前后滑坡变形特征以及抗滑桩对库水位变化的响应特征;采用数值模拟手段对比分析了库水位连续变化过程中,滑坡体的应力、变形、稳定性和抗滑桩滑面处弯矩与库水位变化的关系。研究表明:治理工程实施后,滑坡变形得到了有效控制,在库水位作用下,滑坡治理范围的变形要明显小于滑坡前缘未治理区域,滑坡体及抗滑桩在库水位160～165 m变化或者水位变幅超过0.6 m/d时受影响最大。