滑坡微型桩连梁作用试验研究

为研究微型桩连梁在抗滑作用中的效果,进行了滑坡微型桩抗滑作用大型物理模型试验,对比了有无连梁情况下,微型桩的破坏情况及其抗滑效果。试验结果为:连梁能有效减小微型桩桩身的破坏程度;能减小微型桩桩顶60%左右的位移;能够有效减小滑面处桩身位移,提高桩体的整体抗滑性,能促进其滑面处抗剪强度;连梁能有效提高滑坡体稳定性4.5%。研究结果可为微型桩加固滑坡机理提供参考。     

双排长短组合桩与常见双排桩的对比研究

针对双排抗滑桩前、后排桩受力与变形差异较大,前、后排抗滑桩无法充分发挥抗滑作用以及沉埋式抗滑桩因沉埋深度过大可能引起越顶破坏的问题,提出了双排长短组合抗滑桩的支护形式。建立有限元模型,分析了后排桩在不同沉埋深度时,前、后排桩桩身最大弯矩和剪力的变化情况。计算结果表明:当后排桩沉埋到一定深度时,前、后排桩桩身最大弯矩、剪力及变形程度均较接近,并以此深度为后排桩的设计沉埋深度。在此基础上,与几种常见的抗滑桩进行对比发现,双排长短组合桩能够有效地调节前后排桩的内力与变形,充分发挥前后排桩的抗滑作用,并且桩身受力较小,避免反向弯矩的产生,同时减少材料用量,节约滑坡治理费用。     

变刚度悬臂式双排抗滑桩水平推桩模型试验研究

双排抗滑桩常用于加固大型滑坡,其中悬臂式双排抗滑桩由于施工便利,受到工程界广泛重视。已有研究表明,后排桩承受的滑坡推力大于前排桩,是困扰设计的重要问题。文章借鉴变刚度调平设计原理,通过改变前后排桩间距实现前后排桩刚度的调整,设计了变刚度悬臂式双排抗滑桩支护形式,并进行了室内水平推桩模型试验,得到桩顶及坡顶位移、桩身弯矩以及滑体内土压力分布。结果表明：水平推桩模式下,桩顶位移和桩身弯矩随荷载增大而增大,模型边坡沿着滑动面破坏,根据桩顶的荷载-位移曲线,双排桩在推力作用下的发展过程被划分为三个阶段;适度增大前排桩的桩间距并不会明显降低双排抗滑桩的临界荷载;采用变刚度调平设计悬臂式双排抗滑桩,前排作用被充分调动,前后排最大弯矩差值变小;双排抗滑桩存在明显的三维土拱效应,在推力方向上被划分为后排桩后土拱效应、桩排间土拱效应、前排桩前土拱效应,在深度方向上,滑体中部土拱效应与滑体下部有所不同;适度扩大前排桩的间距,桩排间土体保持稳定,未见土体绕流现象,桩排间土拱效应作用明显。     

滑坡微型桩群桩加固工程模型试验研究

以黄土为滑坡介质,采用土压力盒和位移计等测试手段,完成一系列微型桩与滑坡体相互作用的模型试验,研究微型桩加固滑坡体的承载机理、受力情况及破坏模式。试验结果表明:微型桩所受的滑坡推力呈上小下大的三角形分布,且随加载量的增加合力作用点逐渐向滑面靠近;桩后滑床抗力相对较小,主要分布于桩底附近;桩前滑体抗力和桩前滑床抗力均呈上大下小的三角形分布,分别分布于滑面上30cm以上的范围和滑面下0～35cm的范围;滑面上33cm至滑面下27cm范围内的桩身弯矩较大,最大弯矩位于滑面下7cm处;不同配筋形式微型桩的破坏模式不同,桩周配筋的微型桩于滑面处产生弯剪破坏,桩心配筋的微型桩于滑面上下各1.2～1.8m的范围内发生弯折破坏;微型桩附近的滑坡体中产生拉张裂缝和剪切裂缝;微型桩可有效提高滑坡的稳定系数,采用桩周配筋和桩心配筋两种微型桩加固稳定系数为1.10的滑坡后,可分别将滑坡的稳定系数提高至1.58和1.46;桩周配筋微型桩治理滑坡的效果要优于桩心配筋的微型桩。研究结果可为微型桩的设计提供一定的科学依据。     

微型桩护坡和微型桩-植被协同护坡的模型试验对比研究

为探究在荷载条件下不同工况边坡位移以及土压力的变化情况，文中以研究工程为背景，依据相似理论进行模型试验，设置微型桩护坡、微型桩-植被协同护坡两种不同的工况，通过在坡顶施加竖向荷载，边坡在桩前桩后不同深度处布置土压力盒以及应变片的方式，监测微型桩桩身弯矩分布规律以及微型桩-植被的协同护坡的护坡机理。结果表明，协同护坡组桩身弯矩在相同荷载条件下，相较于微型桩护坡组下降了78.86%，整体与桩后土体脱离速度下降了67.03%；微型桩护坡组最终边坡破坏是由土体破坏所导致的，而协同护坡组则是因为微型桩-土体的共同受力破坏。     

山区斜坡中微型桩及油气管道变形机制模型试验研究

为探究不同形式微型桩加固下的滑坡–管道系统相互作用机制和破坏演变过程,以西南山区天然气管道滑坡抢险工程为背景,开展注浆常规桩和注浆花管桩防护边坡的大型室内模型试验。以应变、土压力传感器和百分表对滑坡系统内结构物的相应指标进行监测,通过对桩体弯矩、土压力和桩顶位移数据进行分析。研究结果显示,在滑坡体系中,由桩、滑体和管道组成的系统在滑坡发育中的变化具有协调一致性,变形可分为4个阶段：初始阶段、均匀变形阶段、快速变形阶段和破坏阶段。微型桩主要以发生在滑带附近的弯剪破坏为主,在滑带附近,桩前土压力达到最大值,花管桩以滑带为轴具有旋转趋势,导致桩底产生较大的土压力。弯矩大小整体上呈现出“S”形曲线分布,并且由于桩顶承台的联系作用,桩体上部产生较大弯矩。花管桩一侧由注浆形成的桩土复合结构能更好地抵抗滑坡推力,桩体达到极限强度并破坏之后,复合结构仍然能起到一定的抗滑作用。通过多元融合数据分析,观察到管道变形发生时间较晚,为抢险工作提供了时间窗口。管道主要表现为受弯破坏和挤压破坏,接口位置为管道防护的薄弱点。微型桩在山区油气管道防护中具有重要的应用潜力,进一步的研究和改进对微型桩在滑坡治理中的应用具...     

微型桩加固边坡的合理桩间距确定

微型桩被广泛应用于边坡加固、基坑围护、地基处理等工程领域,取得了较好的工程效果。目前,关于微型桩的设计研究工作相对滞后,一般只考虑单桩的作用而忽略了桩—土共同作用。本文阐述微型桩在边坡工程中的加固机理、微型桩的受力特征和破坏模式,并根据普通抗滑桩桩间距确定方法中的土拱效应来考虑微型桩的桩-土共同作用,提出了微型桩的合理桩间距确定方法,并对最大桩间距的影响因素进行了系统分析,对工程实例的分析表明研究成果可为类似工程提供参考。     

框架微型桩结构抗滑特性的模型试验研究

 基于模型试验结果,对框架微型桩结构的抗滑特性进行研究。研究结果表明,滑坡推力作用下,框架微型桩结构中微型桩顶水平位移与荷载之间为双曲函数关系,且框架梁在荷载作用下发生倾斜,后排微型桩产生较为明显的被拔出趋势。对土压力以及桩身弯矩的监测结果表明,均布荷载作用下,作用在框架微型桩结构上的滑坡推力的分布近似为梯形,滑面及桩顶部土压力较大,桩底部土压力较小,后排微型桩受到的滑坡推力比前排桩大,推力最大值之比约为1∶0.6,滑面以下桩后土抗力的分布近似为倒三角形。将微型桩布置更为密集的微型桩框架结构具有更大的极限抗力;但是,在相同位移容许值的条件下,试验中2种结构的抗滑承载力差别不大。框架梁可以有效限制微型桩顶位移并减小桩身弯矩,但也会在微型桩顶部产生较大的弯矩,故实际工程中可以采取增大截面尺寸、增大框架梁埋深或增设套管等措施提高微型桩截面的抗弯刚度,从而提高框架微型桩结构的整体抗滑性能。     

双排桩支护排距的有限元分析与研究

本文应用ANSYS有限元程序，分析双排桩的排距对桩身水平位移、桩身弯矩以及桩体两侧土压力分布的影响，得出双排桩排距最经济合理的取值范围，为双排桩设计、施工提供了一定的参考依据。     

塑料套管现浇混凝土桩倾斜对承载性能影响的模型试验研究

 通过模型试验研究竖直桩与倾斜角度为5°,8°,10°和15°倾斜桩的承载性能,分析倾斜对塑料套管现浇混凝土桩(以下简称TC桩)单桩承载力、桩顶沉降、桩身水平位移、桩身弯矩、桩身轴力及侧摩阻力和端阻比的影响。模型试验结果表明：(1) 当TC桩倾斜度不大于8°时,对承载力和桩顶沉降影响不明显,对于倾斜10°,15°的桩,承载力明显降低;(2) 倾斜桩桩身水平位移和弯矩主要发生于1/3桩长范围内,且均随着荷载和倾角的增加而增大;(3) 竖直桩及各倾斜桩的侧摩阻力随深度的增加呈先增大后减小的趋势,随着倾角的增大桩极限侧摩阻力的平均值略有增大,侧摩阻分担比较大;(4) 端阻力和端阻比基本随荷载的增加而增加,随倾角的增加而减小。采用Origin软件应用Sigmoidal函数拟合,得出模型桩极限承载力随桩体倾角的计算公式,并根据现场实测数据,给出现场应用时修正系数的取值范围。     

集约式微型桩群水平承载性能试验研究

 对矩形布置的集约式微型桩群支护体系采用分级加载的方法,进行水平荷载原型试验及数值计算,研究滑坡推力作用下集约式微型桩群抗滑作用机制,并分析桩间土体参数、桩身强度、桩排间距等设计参数变化对桩群水平承载性能影响的敏感程度。结果表明,在滑体介质为粉质黏土的地层中,当滑坡推力超过某一定值时前排桩才会发挥支挡作用,桩群前方土压力峰值的位置深于桩群内部,微型桩群与土体水平荷载分担比约为7：3;控制最佳排间距,相比优化其他设计参数对提高集约式微型桩群水平承载力、减小桩顶位移效果明显。试验成果为深入分析集约式微型桩群的抗滑机制和优化工程设计提供了参考。     

不同包裹角度下GFRP复合桩水平承载特性研究

玻璃纤维增强复合材料(Glass Fiber Reinforced Polymer)是由玻璃纤维和基体材料按照一定比例混合而成的高性能材料,具有轻质高强、耐腐蚀和抗疲劳的优点。GFRP复合桩是利用GFRP筋代替钢筋,并且在桩身包裹GFRP布的一种新型桩基形式。为了研究在桩身表面粘贴不同角度的GFRP单向布对GFRP复合桩水平承载性能的影响。通过室内模型试验,研究了在桩身表面分别按照30°、45°和60°包裹GFRP单向布,对单桩的水平承载力和抗弯刚度的影响。利用ABAQUS有限元软件建立模型,对不同包裹角度GFRP复合桩的水平承载力进行数值模拟。试验结果表明:随着包裹角度的增加,单桩的水平承载力和抗弯刚度随之增加,桩身的弯矩则减小少。在桩顶承受2 000 N的水平荷载作用时,GFRP布按60°包裹的GFRP复合桩的水平位移比按30°包裹减小了21.8%,桩身截面的最大弯矩减小了16.7%。增大GFRP单向布在桩身的包裹角度,可以提高GFRP复合桩的水平承载力。     

黄土滑坡微型桩破坏模式研究

通过大型物理模拟试验和有限差分(FLAC3D)模拟,研究了黄土滑坡微型桩群桩破坏模式。现场试验及数值模拟结果表明,微型桩易发生破坏的区域为滑面上下各4倍桩径范围内,且其破坏形式以弯剪破坏为主;微型桩上滑坡推力的分布形式近似为三角形,推力在滑面处达到最大值;滑坡推力沿荷载传递方向依次递减;微型桩群桩的弯矩分布形式有别于传统抗滑桩,弯矩最大值出现在滑面附近。其成果为微型桩的研究与应用提供了理论基础。     

桩排距对双排抗滑桩内力的影响

双排桩结构具有复杂的受力特性。建立有限元模型,分析了不同桩排距条件下前后两排抗滑桩的受力状况。分析结果显示:桩排距越大,后排桩的弯矩和剪力也就越大,而前排桩的弯矩和剪力却越小。双排桩的前后两排桩不能同时发挥抗滑作用。随着桩排距增大,前排抗滑桩的抗滑效果越来越差;双排桩合并为单排桩,提高了抗滑桩的刚度,具有更强的抵抗滑坡体变形的能力,桩的受力也更加合理。当不得不采用双排桩时,应该选择适当的桩排距。另外,通过对浙江杭金衢高速公路K103滑坡双排桩应力与位移的监测分析发现,前排桩的应力与变形均小于后排桩,与有限元分析结果相吻合。     

刚性桩复合地基支承路堤稳定破坏机理的离心模型试验

对上软下硬成层土地基中刚性桩复合地基支承路堤,进行了单排桩和群桩条件下路堤稳定破坏机理的离心模型试验,研究了不同桩体抗弯刚度和强度,不同桩体加固位置,不同桩间距和桩端嵌入硬土层深度条件下桩体的受力与变形性状,破坏模式以及路堤的失稳破坏机理.离心机试验结果表明,不论是在单排桩还是群桩条件下,桩身最大弯矩作用点均产生于软硬土层交界面附近;在群桩条件下,桩体越靠近路堤中心桩身弯矩越小;当桩身抗弯刚度与强度较高,桩距较大且桩下端嵌入较硬土层足够深度时,可产生桩间土体沿桩的绕流甚至因产生绕流而导致路堤失稳破坏;当桩身抗弯刚度与强度较低时,在单排桩条件下,桩体会首先在软硬土层交界面处发生弯曲破坏,并可在路堤失稳前在桩身上部发生第二次弯曲破坏,而在群桩条件下,坡脚附近部分桩体首先在软硬土层交界面附近发生弯曲破坏,并可能伴随桩体受拉破坏而使桩断为上下两段,最后由于部分桩体发生整体倾覆破坏或者再次发生弯曲破坏而导致路堤发生失稳破坏;针对路堤具体的破坏情况有针对性地增大桩身抗弯强度,减小桩间距或增加桩端嵌入硬土层深度均可提高路堤的稳定性.     

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。     

深基坑双排支护桩的受力性能与应用研究

将结构力学方法和改进的"m法l理论"引入到双排基坑支护桩的计算中.本文提出改进的"m法1理论",将双排桩的前排桩和单排桩的计算坐标原点取在坑底处,将坑底以卜的桩后土在坑底以下桩上产生的土压力考虑在桩的挠曲微分厅程中.其坑底以卜的土压力为化移、排桩净距和上件指标的函数,其坑底以下由于坑底以上土的重力产生的土压力为位移、排桩净距和土性指标的甬数,但将坑底以下多层土换算为单层土,坑底以下产生的这一土压力便町取为常数.上述土压力与位移的关系式通过试算确定.通过审内模型试验、双排桩改进的"m法l理论",得到如下一些可资参考的结论:(a)只要桩顶连梁与桩的刚度比等于0.48,则连梁刚度是合适的,冉继续增加连梁刚度无意义;(b)按照公路、铁路桥涵规范确定的桩问不村j互影响的排桩净距值偏于保守,不同的土类可乘以0.81～O.92的系数,粗粒土乘0.81,细粒土乘0.92,继续增大排桩间净距对双排桩的受力和变形影响不大;(c)本文的工程实例表明双排桩较单排桩至少可减少造价22%,具有良好的经济价值,同时具有良好的变形性能,对基坑周围建筑物(构筑物)或地F管线小构成影响,值得继续研究和广泛应用于各种支护上程中.     

模拟库水位变化的抗滑桩加固边坡离心模型试验研究

 抗滑桩是边坡深层抗滑最为有效的措施之一,以三峡库区边坡抗滑桩加固工程为背景,利用离心模型试验手段,模拟库区蓄水和水位循环变化条件下失稳边坡的抗滑桩加固机制。详细介绍相应的离心模型试验方法,通过对一系列自然边坡和不同桩间距条件下的模型试验,获得库水位变化影响下的边坡变形、破坏模式和抗滑桩受力,探讨滑坡推力的分布以及不同桩间距条件下的抗滑桩–边坡相互作用机制。测试结果表明,受抗滑桩加固的边坡在水位升降作用下仍发生一定程度的变形并产生裂缝,随着抗滑桩的直接支挡和桩后土体由于不均匀位移产生土拱效应后,边坡变形逐渐得到较好的控制。在本试验条件下,随着桩间距的增大,边坡变形总体上表现为增大趋势,但抗滑桩的受力呈现出先增大后减小的抛物线型变化形态,在某一最适桩间距情况下抗滑桩的抗滑性能得到了最充分的发挥,而滑坡推力表现出复合三角形分布特征。该研究结果为桩土相互作用和库区边坡抗滑桩加固机制分析提供了直接的试验依据,对丰富抗滑桩设计理论和库区边坡的防灾减灾研究具有较为重要的意义。