考虑桩体变形的最小势能边坡稳定性分析方法

最小势能法是基于系统平衡时势能最小的边坡稳定性分析方法,因而势能的准确求解对计算结果的可靠性至关重要。针对抗滑桩三维加固边坡,考虑了由于桩土相互作用下桩体沿着边坡潜在滑动方向产生的转角变形,进而求得桩土相互作用下桩体以及桩土接触处的势能,然后基于最小势能原理建立抗滑桩加固边坡稳定性分析模型,并得到了与传统分析方法较为一致的结果;同时分析研究了抗滑桩在不同力学参数和边坡类型条件下对边坡安全系数的影响。研究结果表明:抗滑桩弹性模量对安全系数影响不明显;边坡横向相对半径大于4时,抗滑桩对边坡的安全系数影响较小。     

一种分析小桩距抗滑桩加固边坡稳定的新方法

讨论了基于塑性变形理论的桩侧极限侧压力计算公式的适用条件,发现当桩距较小时塑性变形理论不适用,由此分析出实际抗滑力与土坡位移有关,即与边坡稳定安全系数有关。建立了小桩距抗滑桩的侧压力计算公式,结合极限平衡条分法推导了小桩距抗滑桩加固边坡时安全系数的计算公式。结合某泵站工程边坡不同的设桩方案进行了计算,研究结果表明,利用抗滑桩加固边坡时,当桩距较小时采用本文的方法进行分析是合理的。     

采用抗滑桩的边坡加固优化设计

为了保持边坡稳定而采用布置抗滑桩的方式,在边坡加固措施中较为普遍并且效果非常显著,但现有的抗滑桩加固边坡的措施在设计上仍然存在诸多不足以及不合理之处。本文主要采用数值模拟的方法并以强度折减法原理为理论基础,对天然边坡的稳定性、单排桩加固边坡稳定性和双排桩加固边坡进行了稳定性分析。通过研究布桩位置、排距、桩径、桩长及间距与边坡的安全系数的关系,对比了采用不同加固方案对同一边坡的加固效果,总结了抗滑桩加固边坡的优化设计路线,为以后抗滑桩加固边坡的工程提供参考。     

存在潜在滑带的抗滑桩边坡稳定性分析

通过对存在潜在滑带的抗滑桩边坡破坏模式进行分析,提出并验证了一种可以简单评估边坡安全系数和合理桩间距的方法。根据该方法,边坡加固后的安全系数由桩后、桩前破坏系数FS1、FS2及整体破坏系数FS3中的较小者所决定。通过算例表明,桩体设置于边坡中部时更容易发生贯穿桩身的整体破坏,而设置于下部和上部时更容易发生桩后和桩前破坏。当抗滑桩桩位、桩径、桩长确定时,可根据该桩位处桩前、桩后破坏控制安全系数Fk、边坡加固后目标安全系数Fm以及Ito提出的桩体极限阻力公式来确定相应的合理桩间距范围,从而可最终保证边坡治理工程的安全性和经济性。     

考虑护壁的单排抗滑桩分析

为揭示护壁结构在抗滑桩-滑坡体系中的作用,建立了抗滑桩-护壁-边坡三维分析模型,研究了不同截面抗滑桩和护壁加固不稳定边坡的安全系数、抗滑桩的位移变形以及内力分布规律。研究表明:(1)考虑护壁结构的抗滑桩-边坡体系中,圆形截面抗滑桩比矩形截面抗滑桩安全系数高;(2)护壁引起桩身内力的重新分布并分担了部分的桩身剪力和弯矩,因此在进行抗滑桩设计时,应该考虑护壁在抗滑体系中对整体式桩身结构承载力的贡献能力和作用。     

某边坡抗滑桩失效机理研究

采用二维有限元强度折减法,分析了基坑开挖、抗滑桩桩径、桩长和强降雨等因素对某边坡稳定安全系数、最大剪切应变和抗滑桩最大弯矩的影响.通过类比分析表明,该边坡抗滑桩失效原因是由基坑开挖、抗滑桩桩长太短和强降雨等因素共同促成;在此边坡工程岩层情况下,当抗滑桩桩长达到18 m以上时,最大剪切应变可以控制发生在中风化泥岩以下,而且不会对上部坡体产生较大剪切变形;采用有限元强度折减法计算出来的抗滑桩弯矩图和传统的悬臂桩法计算的结果接近,且和工程上采用经验法计算出的抗滑桩弯矩图近似.本文的分析方法和分析结果可以为以后边坡抗滑桩设计提供一定借鉴意义,也为基坑开挖后果的预测提供可行的研究方法.     

边坡抗滑桩设计计算的三维有限元法

结合福建省龙岩市公路局长汀分局机修班边坡地质灾害防治工程,首先利用ABAQUS有限元软件中的反算法,获得该边坡土体的抗剪强度指标;其次,在超级计算机上建立不同抗滑桩设桩方案下的大型真三维有限元模型,采用有限元强度折减法,得到土质边坡加固安全系数与抗滑桩的桩长、桩径和桩距之间的关系,以及桩身截面弯矩沿桩长的分布规律;同时揭示边坡抗滑桩桩周土压力的分布规律,表明由于桩拱效应的影响,设置在边坡中的抗滑桩桩周土压力的分布与设置在水平地层中且桩顶承受水平荷载的桩的土压力分布不同;最后,在对大量试算方案综合比较的基础上,确定该边坡抗滑桩的最优设计方案。该方法可为大中型边(滑)坡抗滑桩的设计提供参考。     

基于MIDAS/GTS三维边坡中抗滑桩桩位的优化分析

借助MIDAS/GTS对某三维边坡安全系数及水平位移随不同桩位的变化进行了对比研究,抗滑桩埋设于边坡底部时,边坡的安全系数及水平位移最小,桩的控制效应最差,支护性能未能得到充分发挥。抗滑桩埋设于边坡中部时,边坡安全系数及水平位移都达到最大值,最佳埋设部位应位于边坡中间部位。     

滑坡加固系统中沉埋桩的有限元极限分析研究

采用有限元强度折减法，针对一边坡工程实例进行沉埋桩单桩加固边坡的有限元极限分析，研究了桩长、桩位与潜在滑面、边坡的安全系数及桩身内力之间的关系，研究了边坡滑体与滑带强度之间不同的比例关系与桩长、边坡安全系数的关系。研究结果表明，沉埋桩设在合适的位置上采用较短的桩就可使边坡达到设计要求的安全系数，桩身内力也较全长桩降低，表明沉埋抗滑桩具有良好的应用前景，但是也受到边坡次生滑动面的位置、滑体与滑带强度比例以及桩位置等因素的制约。沉埋桩加固边坡设计中若不考虑这些制约因素，有可能导致工程失败。     

预应力锚索抗滑桩边坡稳定性研究

本文基于midas/GTS有限元程序,以江北区站前路东段工程中开挖路堑高边坡为工程实例,通过比较预应力锚索抗滑桩和普通抗滑桩在边坡加固中的受力情况得出:预应力锚索抗滑桩比起普通抗滑桩来说,能够有效提高边坡安全系数,优化桩身受力,能够带来巨大的经济和社会效益。     

基于MIDAS/GTS的边坡抗滑桩最优埋设部位的探讨

抗滑桩加固边坡涉及到的一个关键问题是抗滑桩最优埋设部位的确定,借助MIDAS/GTS,采用强度折减法对某边坡安全系数及水平位移随不同桩位的变化进行了对比研究。抗滑桩埋设于坡底时,安全系数及水平位移最小,未能充分发挥抗滑桩的支护作用。抗滑桩埋设于边坡中部时,边坡安全系数及水平位移都达到最大值,最佳埋设部位应位于边坡中间部位。     

人工挖孔灌注桩加固膨胀土边坡效果研究

人工挖孔灌注桩是一种治理滑坡的常用手段.在镇江黄山膨胀土滑坡治理中,设计采用了人工挖孔灌注桩,并进行了位移、土压力等多项现场测试.本文通过现场监测结果分析,得出结论:人工挖孔灌注桩加固膨胀土边坡后,抗滑桩限制了桩后侧土体位移,承担了桩后侧上部土体部分土压力,从而使桩前侧土体的土压力和位移量减小,进而增大了膨胀土边坡的稳定性.文章最后通过数值分析,证实了抗滑桩通过限制滑动面的范围,提高了边坡安全系数.这说明抗滑桩加固膨胀土边坡是有效的,对同类工程具有一定的借鉴与指导作用.     

排间距对双排小孔径抗滑桩的影响研究

现阶段抗滑桩在公路、铁路边坡抗滑工程的应用越来越多。为了获取双排小孔径抗滑桩排间距对桩身破坏特征的影响,评价双排小孔径抗滑桩的安全性,对双排小孔径抗滑桩的排间距进行分析和研究。通过对通平高速公路某边坡双排小孔径抗滑桩施工后的监测、室内比例模型试验和有限元软件模拟,得到此类抗滑桩的受力分配和破坏形式,进而分析排间距对双排小孔径抗滑桩破坏桩顶位移的影响。通过有限元软件对不同排间距进行抗滑桩破坏模拟,发现排间距对双排小孔径抗滑桩存在的影响关系,从而提出合理的桩间距建议,为以后此类工程选用合理的桩间距提供了依据和参考。     

单锚点预应力锚索抗滑桩加固边坡设置位置的优化研究

以晋西北黄土丘陵区的某非均质层状三级边坡为例,基于强度折减法,运用有限元软件PLAXIS进行计算分析,结果表明该边坡处于基本稳定状态,需加固,拟采用单锚点预应力锚索抗滑桩对其进行加固。结合边坡各计算工况的安全系数、塑性区范围以及抗滑桩最大内力(弯矩和剪力)与位移三方面,分析了单锚点预应力锚索抗滑桩加固该边坡时桩位及锚索锚固位置变化对该边坡稳定性的影响。计算结果表明:当抗滑桩位于中级边坡坡顶,锚索锚固在距桩顶4.0 m处时较合适,该结论可供其他类似黄土边坡的设计与加固参考。     

抗滑桩加固边坡三维稳定因素的敏感性分析

为给多级抗滑桩加固边坡的抗震设计提供参考,针对地震条件下桩加固边坡的安全系数及影响因素的敏感性开展研究。基于极限分析上限定理,结合拟静力法和强度折减法,计算地震条件下桩加固边坡的安全系数。通过正交分析法,求得边坡安全系数影响因素的敏感性由高到低的顺序依次为:黏聚力、内摩擦角、边坡倾角、水平地震力系数、桩的位置、桩的结构参数、边坡相对宽高比、戗台宽度。基于此,在实际施工时应主要考虑边坡倾角、地震、抗滑桩的影响,而平台相对宽高比、平台宽度应根据实际情况合理选择。     

降雨入渗条件下抗滑桩加固边坡稳定性分析

采用有限差分软件FLAC~(3D)内置FISH语言编制相关程序,将边坡非饱和区渗透系数和基质吸力随饱和度的变化关系嵌入到数值计算中,实现了降雨入渗条件下边坡非饱和渗流过程的模拟,结合基于Fredlund双应力状态变量理论的强度折减法,进一步实现了非饱和边坡的稳定性分析。基于某典型抗滑桩加固边坡算例建立数值计算模型,研究了降雨入渗对边坡孔隙水压力分布及边坡稳定性的影响,并对降雨强度、基质吸力及桩顶约束形式对边坡稳定性的影响进行了参数分析。研究结果表明:降雨入渗条件下,随降雨历时增加,湿润锋线不断向坡体内部推进,基质吸力明显减小,边坡安全系数显著降低;边坡安全系数随降雨强度增大而减小,当降雨强度超过土体饱和渗透系数后,边坡安全系数随降雨强度变化不大,并趋于稳定;基质吸力对边坡稳定影响显著,考虑基质吸力时边坡安全系数明显提高;在桩顶设置预应力锚索可使桩身位移明显减小,边坡安全系数提高。     

大型路堑边坡在加固期的稳定性分析

通过现场监测和数值模拟对某大型路堑边坡在加固作用下的稳定性进行了研究。通过六个加固期的施工,最终形成了边坡上部的锚杆抗滑桩、边坡下部的抗滑桩和土钉的加固体系。通过在边坡上布设了监测系统对支护结构效果进行监测,研究了边坡在各个加固阶段的稳定性变化。监测结果表明,在加固过程中,边坡的安全系数、抗滑桩的挠曲变形和弯曲应力变化较为明显。其中变化最明显的是土钉墙加固阶段。实际测量的桩顶位移比计算的要小,分析认为,这是由于受到边坡上部分的锚固作用和边坡下部分的混凝土覆盖层的约束作用造成的。随着加固体系的逐步完善,边坡的安全系数也逐渐增大,并且满足干湿条件下的规定值。     

基于支持向量机的抗滑桩加固边坡可靠度分析

文中采用可靠度指标来评价抗滑桩加固边坡的稳定性,提出了基于支持向量机模型的一阶可靠度分析方法。使用支持向量机来构建描述边坡安全系数等输出响应量与边坡土体参数等输入响应量间定量函数关系的模型,来代替真实的数值计算,并从边坡安全性与桩身安全性两个方面展开桩加固边坡的一阶可靠度分析。通过一实际的抗滑桩加固边坡的案例验证了该方法的有效性。结果表明,以边坡安全系数的可靠度来评价抗滑桩加固边坡的稳定性是不全面的,应同时考虑抗滑桩弯矩的可靠度。     

土质斜坡坡顶沉桩对指定滑动面安全系数影响分析

利用边坡稳定性计算方法,基于球孔弹塑性扩张理论,研究了沉桩力、桩端塑性区以及桩体抗滑作用对沉桩过程中滑动面安全系数的影响。通过算例,对沉桩全过程中滑动面安全系数变化进行了研究,并对桩径,边坡角度以及沉桩距边坡顶点距离对沉桩过程中边坡滑动面安全系数变化的影响进行了分析。结果表明:沉桩力及桩端塑性区对滑动面稳定性产生不利影响,使安全系数降低;当桩体穿过滑动面之后,桩体起到抗滑作用,显著提高滑动面安全系数。桩径越大,沉桩前期安全系数下降速度越快,但桩端穿过滑动面后安全系数提升也更加显著;边坡角度越大,沉桩后边坡安全系数越小;沉桩离边坡顶点越远,在沉桩前期由于沉桩力导致的安全系数下降速度越慢,塑性区对安全系数的影响也逐渐减缓,当沉桩远离边坡顶点距离达到一定值后,沉桩将不再对滑动面稳定性产生影响。分析结果对邻近边坡沉桩的设计和施工具有一定的实用价值。     

基于强度折减的边坡抗滑桩可靠性分析

为了对边坡抗滑桩加固工程进行合理的设计,建立位移迭代有限元模型模拟桩-土间的相互作用,基于强度折减的位移迭代有限元法对边坡抗滑桩加固工程进行可靠性分析,把计算参数视为随机变量考虑参数变异性对抗滑桩锚固深度及边坡加固工程可靠性的影响。可靠指标的选取应考虑边坡工程等级,以目标可靠度为控制指标去指导抗滑桩锚固深度的设计。工程...