基于支持向量机方法的抗滑桩优化设计及在边坡稳定性分析中的应用

为减少抗滑桩的受力分析工作量、提高抗滑桩的设计速度、快速优化其设计参数,基于支持向量机方法,采用有限元计算模型设计11组不同桩长、桩径的抗滑桩计算样本,建立抗滑桩优化设计数学模型,并应用于某河道断面设计中。结果表明,所建立的抗滑桩优化模型,可快速有效地搜索工程所需设计参数,为类似边坡抗滑桩设计提供参考依据。     

采用折减法分析抗滑桩对土质稳定性影响

通过安全系数确定抗滑桩的最优加固位置,计算了抗滑桩承受的最大剪力和最大弯矩,从而确定抗滑桩的最优加固部位。结果表明:低位抗滑桩加固效果最好,稳定安全系数提高了18%,此时抗滑桩承受的剪力和弯矩最大,边坡破坏时,滑裂面位于抗滑桩底部,抗滑桩保持完好。计算结果对类似边坡工程中抗滑桩的优化设计有一定参考价值。     

抗滑桩滑坡推力及桩前抗力设计计算

滑坡具有发生频率高、灾害损失严重等特点,合理计算抗滑桩滑坡推力及桩前抗力对于滑坡治理具有重要意义。滑面抗剪强度参数c、φ的设计值是根据少数钻孔取样进行试验得到或根据经验取值,不能代表滑面的平均抗剪强度,导致滑坡稳定安全系数及相应的滑坡推力曲线计算结果与实际情况存在差别。单排抗滑桩设计计算时通常不考虑桩前抗力,双排或多排抗滑桩滑坡推力的分配尚无相关规定,造成了抗滑桩滑坡推力及桩前抗力设计计算不合理。通过理论分析、数值模拟和工程应用等手段对滑坡稳定性状态及相应的滑坡推力曲线、单排抗滑桩滑坡推力与桩前抗力计算、双排抗滑桩滑坡推力分配等进行研究。研究得出:滑坡体处于极限平衡状态的判定依据为滑坡末端条块剩余滑坡推力T_n=0和滑坡体天然边坡稳定系数K=1.0,两个条件需同时满足;单排抗滑桩滑坡推力及桩前抗力设计计算中,当滑坡天然稳定系数K≥1.0时,采用实际c、φ求得的设计滑坡推力与实际滑坡推力之差作为抗滑桩桩上的设计值能保证滑坡的稳定;当K1.0时,应采用实际c、φ求得的设计滑坡推力曲线与桩前剩余抗滑力之差作为抗滑桩设计值。提出的考虑桩前土体剩余下滑力的设计计算方法能使双排抗滑桩更合理地分配滑坡推力。研究成果对抗滑桩的设计计算具有一定参考价值。     

抗滑桩在防洪堤加固工程中的应用

例举了抗滑桩应用于因设计防洪标准提高而需加固防洪堤的实例，对抗滑桩的设计要求，计算参数选用、计算结果作了论述，介绍了抗滑桩的施工工艺，分析了应用前景。     

抗滑桩在加固边坡稳定性中的应用及影响分析

为保证河道边坡稳定及行洪能力,减少城市用地,研究挡墙与抗滑桩相结合的边坡复式断面作为河道断面设计的重点。采用有限元计算软件,建立挡墙与抗滑桩相结合的复式断面数值模型,分析不同桩长、桩径的抗滑桩设计与安全系数之间的变化规律。结果表明,此类边坡的潜在滑弧位置会随着抗滑桩的桩长增加而上移,计算所得安全系数随着抗滑桩桩长的增长,出现先增大后减少的现象,故抗滑桩桩径的设计应结合实际需要综合确定。本研究为类似边坡抗滑桩设计提供参考依据。     

顺层岩质边坡抗滑桩弯折破坏模型及试验研究

悬臂式抗滑桩是边坡工程有效防护手段,由于岩土体介质及滑坡结构的特殊性,其在滑坡推力及锚固反力共同作用下的桩身力学行为有待进一步研究。基于顺层岩质边坡的地质结构特性及顺层滑移模式,对抗滑桩锚固段的桩后土体抗力进行分析,分别考虑土体抗力为矩形、三角形和梯形分布情况,建立悬臂式抗滑桩力学模型,研究抗滑桩在顺层边坡滑坡推力及土体锚固反力共同作用下的弯折破坏位置,得到了抗滑桩锚固段弯折破坏位置与抗滑桩的长度、埋深以及滑移面的剪切力的关系及其表达式。通过试验对模型进行验证,对抗滑桩的理论弯折破坏位置进行实际对比。结果表明:在此种滑移模式下,悬臂式抗滑桩的锚固反力按梯形分布计算时,理论模型计算结果与试验结论有较好的一致性,而在按照矩形或三角形分布计算时,理论结果与试验结论相差较大。所以,在施工设计过程中,应在计算得出的悬臂式抗滑桩弯折破坏位置布置较密的抗弯钢筋或按最不利条件计算最大弯矩,确保抗滑桩的承载能力满足要求。     

抗滑桩内力计算方法研究

通过总结分析现有规范中各种边界条件下抗滑桩的内力计算方法,提出了一种改进的抗滑桩内力简化计算方法。分别从刚性桩和弹性桩的判别、滑坡推力和土体抗力分布函数表达式、刚性桩的计算方法,弹性桩在k法和m法下的内力及位移的表达式等方面进行了阐述。通过与抗滑桩模型试验实测数据比对,验证了该计算方法的有效性和准确性。该方法能够较客观地反映抗滑桩的实际受力状态,有助于抗滑桩工程的设计与优化。     

含软弱夹层的某坡积土边坡抗滑桩加固可行性分析

为了研究采用抗滑桩加固含软弱夹层的坡积土边坡的合理性,以某天然边坡为例,采用有限元法和强度折减法定量分析计算了该边坡采用抗滑桩加固前后的应力应变状态和稳定性大小。计算结果表明:抗滑桩可以有效地遏制潜在滑坡体的进一步变形和塑性区扩展,加固后边坡整体稳定性明显提高,整体垮塌的地质灾害风险得到控制,抗滑桩桩体的受力和变形均在设计允许值范围内,说明抗滑桩设计采用的相关力学参数和强度参数是合理可行的。相关计算成果可为今后类似边坡工程的抗滑桩设计提供参考和借鉴。     

箱形抗滑桩设计计算分析及工程应用研究

箱形抗滑桩是一种新型抗滑桩,通过对箱形截面力学机制进行分析,结合实际工程进行了箱形抗滑桩内力计算和配筋,均可满足同类抗滑桩的力学要求;对箱形抗滑桩进行渗排水构造设计,解决了滑坡体内渗排水困难问题,证明了该类型抗滑桩独特功能;对实心抗滑桩和箱形抗滑桩早期混凝土反应热有限元模拟分析,证明箱形抗滑桩对提高混凝土早期强度、减少混凝土裂缝有很大优越性,对进一步提高抗滑桩耐久性有积极作用。     

库水位骤降条件下涉水边坡抗滑桩加固效果

针对工程实践中涉水边坡抗滑桩设计技术规范欠缺、计算模型过于简化等问题,采用强度折减拉格朗日差分法模拟分析水位骤降速度、水深坡高比、抗滑桩桩位等因素对涉水边坡抗滑桩加固效果的影响。结果表明:库水位骤降速度越大,抗滑桩加固后的边坡安全系数越小;与抗滑桩加固前相比,抗滑桩加固后水深坡高比与边坡安全系数的关系发生了较大变化,应计算最大库水位骤降速度工况下不同水深坡高比对应的边坡安全系数,取其中最小的边坡安全系数作为边坡稳定性判别依据;库水位骤降条件下,抗滑桩布设的位置对边坡加固效果具有较大影响,可根据不同桩位条件下的水深坡高比与边坡安全系数的关系曲线确定合理桩位。     

三峡库区消落带岸坡稳定性分析及抗滑桩内力研究

文中以重庆巫山县消落区的江东段典型岸坡为例,分别通过毕肖普法和强度折减法计算其岸坡安全系数及对采用抗滑桩加固后内力变化规律进行分析。结果表明:有限元强度折减法得到的安全系数比毕肖普法得到的安全系数大;强度折减法因未对计算单元进行力的简化,计算结果与实际情况更为接近。通过采用抗滑桩加固措施,岸坡稳定性得到显著提高。抗滑桩轴力随着入土深度增加抗滑桩轴力呈现先增大后减小的规律;抗滑桩剪力呈现"Z"字形变化规律。     

一种新的抗滑桩加固边坡稳定的计算方法

以抗滑桩的设计理论为基础,结合Rocscience Slide软件(或Slope/W软件)和理正软件,提出一种新的抗滑桩加固边坡稳定的计算方法。该方法采用刚体极限平衡法计算边坡的稳定性,弹性计算方法计算抗滑桩的内力和位移,并将边坡稳定计算和抗滑桩内力计算有机的结合起来,避免了传统设计方法中两部分内容的相互脱节。同时,该方法避免了传统设计方法的复杂性和繁琐性,可以考虑多种荷载的影响,提高了设计效率和设计准确性。     

抗滑桩桩前滑体抗力分布规律及工程应用研究

抗滑桩设计荷载包括滑坡推力和抗滑桩桩前抗力,桩前抗力在水平方向上被认为是均匀分布的，为研究桩前滑体抗力的分布规律，在分析抗滑桩与桩间土体相互作用的基础上，利用FLAC-3D有限差分软件，进行计算。计算结果表明，桩前抗力在水平方向上呈现中间大两边小的趋势，分布规律与桩间距、滑坡推力、桩截面尺寸、土体参数等因素有关。按目前规范推荐的方法，抗滑桩的结构设计是偏不安全的。     

梧州市滑坡治理工程桩锚支护设计优化探讨

文章结合梧州市的地层特性,将市区内分成花岗岩地区和砂岩地区,建立两个理想滑坡岩土计算模型,通过模型尺寸的变化,各计算了9个滑坡推力,针对每个模型及滑坡推力使用计算机设计软件进行了4组抗滑桩或抗滑桩锚索组合结构设计计算,并估算出相应各组合的工程造价,在保证安全和施工方便的前提下提出了抗滑桩锚索组合设计优化建议,为滑坡治理工程中抗滑桩与锚索匹配选择的优化设计提供指导依据。     

梯形断面抗滑桩桩间距计算方法研究

针对滑坡治理新方法——梯形断面抗滑桩,分析了梯形断面抗滑桩土拱效应的形成机理,建立了梯形断面抗滑桩桩间距计算模型。将该类桩的土拱效应视为两个独立的土拱作用,利用土体极限强度、拱脚强度以及桩间静力平衡推导了相应的桩间距计算公式。实例分析表明,梯形断面抗滑桩桩间净距比其他矩形桩桩间净距大,说明梯形抗滑桩斜边的存在使土拱效应整体效果得到加强,梯形抗滑桩相较于其他形式的抗滑桩具有更好的抗滑效果。     

土石混合体中抗滑桩抗滑力计算方法

抗滑桩是加固堆积层滑坡的主要工程措施之一,其与滑坡体的相互作用力决定了滑坡加固效果。堆积层滑坡多由土石混合体构成,为计算土石混合体中抗滑桩的抗滑力,引入土石混合体宏观抗剪强度指标评价模型,基于桩间土拱效应,构建了考虑块石体积含量(含石量)及休止角的抗滑力计算方法,并提出土石混合体中抗滑桩抗滑力的计算流程。针对20%~45%含石量和25°~40°休止角的土石混合体研究发现,土石混合体中抗滑桩提供的抗滑力并不总是大于纯土体中抗滑桩提供的抗滑力,其相对关系取决于块石的含石量与休止角的数值,并且存在明显的分界线。通过与数值模拟结果对比,验证了本文抗滑力计算方法的合理性,为堆积层滑坡中抗滑桩抗滑力的初步计算提供了一种可行的方法。     

框架式双排抗滑桩结构性能研究

为了解框架式抗滑桩桩土共同作用特征和阻滑能力,采用有限元技术,综合考虑滑体、滑床的物理力学参数及桩土界面参数等对桩土相互作用的影响,并结合长江三峡库区巴东县红石包滑坡治理工程,建立框架式抗滑桩的三维有限元计算模型。通过观察框架式抗滑桩内力和位移的变化规律,研究桩、梁、土相互作用关系。计算结果显示：框架梁与前后双排桩变形协调一致,框架桩与桩间土体位移值基本相同,框架式抗滑桩与桩间土体构成了一个整体刚度较大的空间结构。此结果表明框架式抗滑桩具有等效连拱支挡作用和较大的刚度和稳定性。     

基于FEM抗滑桩对土质和岩质边坡稳定性影响分析

研究抗滑桩位置对土质和岩质边坡稳定性影响的差异,采用桩单元模拟抗滑桩方法和有限元法(FEM)分别对土质和岩质边坡进行抗滑桩加固模拟分析。结果表明:对于土质边坡,低位抗滑桩加固效果最好,稳定安全系数提高了20%,承受剪力和弯矩最大,边坡破坏时抗滑桩完好;对于岩质边坡,中位抗滑桩加固效果最好,稳定安全系数提高了165%,边坡破坏时抗滑桩剪断破坏,建议采用下沉埋桩,既能保证边坡稳定,又能减少33%的桩长。计算结果对类似边坡工程中抗滑桩的优化设计有一定的参考价值。     

预应力锚索抗滑桩在边坡变形体治理中的应用

以沈家坡变形体治理为例，将预应力锚索抗滑桩与普通抗滑桩的设计计算方法和设计方案进行技术和经济对比，阐明预应力锚索抗滑桩的优越性，并对施工的问题做了分析，指出了信息化施工的重要性。     

不同库水位条件下边坡锚索抗滑桩变形受力特征研究

为研究不同库区水位条件下岸坡锚索抗滑桩的受力变形特征,本文利用GTS NX有限元软件建立了锚索抗滑桩支护前后的岸坡稳定性计算模型,分析了锚索抗滑桩对岸坡的加固效果,探讨了不同水位工况下岸坡的变形分布规律,获得了锚索抗滑桩的内力变形特征。结果表明：175m降至145m的变水位工况下边坡变形最大且分布区域广,且抗滑桩内力变形也最大,岸坡的最大水平位移、抗滑桩的最大剪力和弯矩分别达23.2mm、2368kN和14412kN·m。研究结果为类似工程条件下岸坡的锚索抗滑桩设计提供借鉴。