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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

抗滑桩结构的土拱效应分析

基于平面应变有限元方法,对抗滑桩加固边坡中的土拱效应进行了分析。对比分析表明,加设抗滑桩后,桩周土体的主应力方向发生了偏转,两桩附近的大主应力方向连线成半椭圆形拱状,并在桩侧附近形成应力集中区域。桩后土体离抗滑桩越远受应力迁移的影响越小,故抗滑桩的土拱效应具有一定的范围。随着桩间距的增大,桩承担的荷载比例明显减小,土拱效应减弱。至于桩间距的确切计算公式,一般需结合极限平衡分析方法进行定量计算。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

抗滑桩加固边坡降雨条件下的稳定性

采用ABAQUS建立边坡降雨计算模型,用非饱和渗流有限元法结合折减强度进行模拟。对边坡降雨过程中雨水渗入特点及抗滑桩加固边坡布桩位置对稳定性的影响进行了分析。结果表明,考虑降雨渗入作用时坡脚处稳定性差,布桩时应将抗滑桩布置在坡中与坡脚之间。该研究可为多雨地区抗滑桩加固边坡提供参考。     

抗滑桩加固边坡变形破坏特性离心模型试验研究

抗滑桩加固边坡的增强作用与抗滑桩设置位置、桩头条件等密切相关,通过离心模型试验对不同桩位与桩头条件下采用抗滑桩加固边坡的变形破坏特性进行研究。试验表明,设在边坡中部的抗滑桩在边坡破坏前桩头水平位移最大,而在相同的破坏载荷作用下,设在中部的抗滑桩比设在上、下部以及桩头固定比桩头自由时边坡破坏后的位移矢量要小,这表明抗滑桩设边坡中部以及桩头固定对边坡土体的遮挡效果及边坡安全系数的提高最好。     

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。     

彬县大佛寺明镜台抗滑桩加固保护研究

彬县大佛寺现为世界文化遗产,明镜台作为大佛寺的重要组成部分,由于其台基沉降变形较为严重,已经威胁到上部文物的安全。针对明镜台台基稳定问题提出合理的治理措施;根据弹性桩设计原理,计算明镜台锚索抗滑桩桩身内力,为锚索抗滑桩的设计提供依据;利用ANSYS有限元分析软件建立三维有限元模型,得出未采取加固措施时安全系数取1.25情况下明镜台的位移和塑性变形,对抗滑桩和锚索抗滑桩的加固效果进行对比分析,得出锚索抗滑桩较抗滑桩能更有效地控制水平位移,且使被加固体的应力和应变分布更加均匀;将桩身内力的理论计算值与数值计算值进行对比,两者的变化趋势基本一致,验证了理论计算的合理性。     

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。     

“树根桩+化学灌浆”技术在边坡加固中的数值分析

“树根桩+化学灌浆”加固边坡是树根桩与化学灌浆两种边坡加固技术的有机结合。树根桩对边坡土体产生抗滑和锚固作用,而化学灌浆能有效地提高边坡土体的抗剪强度。传统极限平衡方法分析“树根桩+化学灌浆”加固边坡的稳定性,因存在诸多假设,评价结果准确性不高。根据“树根桩+化学灌浆”加固边坡的工作机理,在现场测试浆土复合体抗剪强度的基础上,采用有限元强度折减法对“树根桩+化学灌浆”新技术加固边坡的效果进行模拟,结果表明:采用有限元强度折减法,能有效计算出“树根桩+化学灌浆”加固边坡的安全系数和极限状态滑动面,而且从计算出的安全系数和现场情况还表明,“树根桩+化学灌浆”技术可以运用于复杂边坡的加固和修复。     

抗滑桩加固路堑边坡的稳定性分析

针对贵州的高路堑边坡特点,在进行规范方法计算的同时,应用有限元数值模拟计算在抗滑桩加固下的边坡稳定性系数,并且对结果进行分析和优化处理.数值模拟结果表明:当采用桩+连墙的支护组合结构时,加固过程中边坡内部潜在滑动面首先沿土层分界面进行扩展,随着折减参数增大,坡体后缘位移最大,潜在滑面在强呈圆弧状分布.边坡安全系数1.1...     

地震作用下抗滑桩加固二级边坡稳定性分析

基于极限分析运动学定理与拟静力法,建立了二级边坡抗震稳定性分析模型。根据边坡不同的外形拓展出了两种坡面破坏形式。在此基础上,分析了边坡外形、上级边坡深度系数以及水平向地震力等因素对边坡稳定性的影响。对于不满足设计要求的二级边坡,考虑采用抗滑桩加固的方式,建立了单排抗滑桩加固边坡的功率方程,将桩身有效抗力作为目标函数进行优化,分析了抗滑桩最优桩位问题。研究结果表明,边坡外形与深度系数等因素对边坡稳定性及破坏模式均有较大影响。根据抗滑桩提供抗力最小的原则,二级边坡的最优布桩位置应靠近坡趾。对于二级边坡设计及施工具有一定的指导价值。     

微型桩加固堆积层边坡参数敏感性耦合分析

采用有限差分软件FLAC3D,应用强度折减法,对微型桩加固浅层堆积层边坡稳定性进行耦合分析,系统性地研究了微型桩加固堆积层边坡设桩位置、设桩倾角、锚固深度等设桩参数与微型桩加固效果之间的规律。研究表明:耦合作用下,微型桩加固浅层堆积层边坡加固效果与微型桩设桩位置关系较大,对于该浅层堆积层边坡,微型桩位于边坡中上部时能充分发挥其加固效果。倾斜设桩对比铅锤设桩,微型桩加固效果更好,微型桩的最优设桩倾角约为50°。对于嵌入完整岩层中的微型桩,边坡安全系数随着锚固长度的增加而增大,当微型桩锚固长度达到最优长度时,增加锚固长度不再对边坡安全系数造成影响。