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。     

桩端锚固与桩截面变化对双排抗滑桩内力的影响

抗滑桩是边坡防护与滑坡治理工程中的一种主要手段。在面对大型滑坡时特别是在公路、铁路边坡中,单排抗滑桩无法满足抗滑效果,在这种情况下双排抗滑桩以其抵抗力大、桩顶位移小等优点得到广泛应用。在前人研究的基础上,结合工程实例,就桩顶锚固以及桩截面变化的情况下双排抗滑桩内力情况进行进一步研究。研究表明,桩端锚固可以减小桩身位移,改善桩身的内力分布,在较小的配筋率的情况下可以产生较大的抗力。当保持任一排桩截面尺寸保持不变,改变另一排桩的截面尺寸时,抗滑桩的抗弯能力随着桩截面尺寸的增大而增大,而对截面尺寸保持不变的一排桩的影响不大。因此,改变抗滑桩的截面尺寸对其本身的影响较大,但对另一排桩的影响较小。     

抗滑桩的土拱效应及数值模拟

通过对抗滑桩及桩周土的力学分析,建立了相应的有限差分模型,并运用连续介质的快速拉格朗日差分程序FLAC模拟了土拱产生的过程和机理,分析了影响土拱效应的因素.计算结果表明:①桩距设为桩宽的2.5～3.5倍是比较合适的;②桩后中轴线上节点y方向位移变化曲线能够直观反映土拱的产生过程;③桩间距越大,土拱效应越不明显,随桩间距的增大,桩的荷载分担比逐渐减小,而土体的荷载分担比逐渐增大;④土体内摩擦角越大,桩的荷载分担比就越大,土拱效应也就越明显;⑤土体粘聚力对土拱效应的影响并不显著.上述结论对抗滑桩桩距的设计有一定的参考价值.     

双排抗滑桩加固边坡稳定性与荷载传递机制分析

为探讨不同双排桩布桩形式下的阴影效应及抗滑桩-边坡体系的稳定性,考虑三种双排桩布桩形式,采用基于强度折减的有限元方法开展了桩头自由和固定约束条件下抗滑桩加固边坡的三维数值计算,获得了抗滑桩-边坡体系整体稳定性安全系数、潜在滑动面以及桩身内力分布情况,并与单排抗滑桩工况进行了对比研究。在此基础上,结合三类双排桩在不同深度处的主压应力分布图,深入探讨了相邻抗滑桩间的土拱效应、后排桩与前排桩间的荷载传递机制。研究表明,当双排抗滑桩加固潜在滑移坡体时,不同深度、不同布桩型式下的土拱效应不同,桩间的土拱在一定程度上反映了双排抗滑桩的作用机制和加固效果。更多还原     

基于FLAC3D的滑坡地震动力响应分析

以FLAC3D数值模拟计算为主要研究手段,结合某工程滑坡实例,从动力角度对地震作用下滑坡体稳定性和动力响应,以及设置抗滑桩后的防护效果进行了研究。结果表明:在地震作用下,滑坡(无抗滑桩)产生的最大总位移、最大水平位移均位于滑坡体的中后部;滑坡(无抗滑桩)水平位移在地震作用结束后,仍呈发散趋势,滑坡体可能处于不稳定状态,后续变形将继续发展;设置抗滑桩后,滑坡产生的最大水平位移、最大总位移相比设桩前滑坡体位移量明显减小,设桩后滑坡体内剪应变集中区域明显减小;在抗滑桩加固后,滑坡体的水平位移时程曲线呈现收敛趋势,滑坡体趋于稳定。     

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。     

双排桩治理边坡的数值模拟研究

双排桩多应用于基坑工程中,双排桩在边坡工程中的支护效果如何,双排桩的设置位置及阻滑效果如何,能否达到支护边坡的目的。针对这一问题,文章结合一实际边坡工程,采用双排桩进行支护,并通过边坡的水平位移和总体位移、双排桩所受弯矩、边坡的塑性区、剪应力区,对双排桩的支护效果进行评价。数值模拟结果表明：双排桩能够有效的控制边坡的位移、边坡的安全性也得到了保证,同时建议可适当调整双排桩的位置,以利于更大程度的发挥双排桩的阻滑效果。以上的研究可供类似的双排桩工程提供参考。     

用抗滑桩群治理汉源新县城滑坡的施工实践

针对汉源新县城乱石岗滑坡影响区治理工程抗滑桩数量多、断面尺寸大、地质条件复杂、工期紧、施工难度较大等问题,介绍了大口径抗滑桩施工技术,在桩井开挖安全、施工效率、降低工人劳动强度等方面起得了较好的效果.     

抗滑桩传力系数的研究与应用

以温克勒（Ｗｅｎｋｌｅｒ）理论为基础，对抗滑桩在土中的受荷机理进行了较为全面的分析。在此基础上，利用地基反力系数法对其进行计算，绘出桩的受荷传力系数曲线图并得出一些有益结论，供工程技术人员参考。     

桩长对搅拌桩复合地基承载性能影响的数值分析

 在现场试验的基础上,利用FLAC3D建立数值模拟模型,改变水泥土搅拌桩复合地基的桩长,分别计算4种桩长复合地基的承载力、沉降以及桩、土应力,分析桩端进入硬土层的长度变化对复合地基承载性能的影响。结果表明,水泥土桩进入硬土层的长度对复合地基的承载力和沉降影响不显著,桩端进入硬土层深度范围宜为1～5倍桩径。     

PHC-钢管组合桩竖向荷载传递机理研究

PHC-钢管组合桩因抗腐蚀、贯入性能好,在高桩码头开始推广使用。但是其上部是PHC管桩,下部是钢管桩,两者桩径不同,弹性模量和密度等差异很大,荷载在桩体中的传递呈现出不同的作用机理,传统计算方法无法直接应用于其竖向承载力计算,而且该桩型竖向荷载传递机理研究未见报道,导致PHC-钢管组合桩竖向荷载设计缺少机理依据。运用FLAC3D软件并基于镇江扬中长江沿岸地区地质条件,对PHC-钢管组合桩进行竖向静载数值计算,同时考虑土体软化特性、桩土接触特性及沉降大变形问题,对"接桩部位埋深"、"接桩部位面积"问题进行研究。分析其不同组合下对桩身极限承载力的影响以及桩身轴力、侧摩阻力分布规律。结果表明,镇江扬中长江沿岸地区打入的PHC-钢管组合桩是端承摩擦桩;接桩部位埋深与面积会影响极限承载力和桩体失稳后沉降值大小;桩身轴力在接桩部位发生较大衰减;桩侧摩阻力随深度变化较复杂;整桩侧摩阻力极值出现在接桩部位。     

基于离心试验的衡重式桩板挡墙受力特性研究

衡重式桩板挡墙是由桩板挡墙与衡重式挡墙发展而来的一种新型支挡结构,鉴于该结构的复杂性,受力特性尚不明确,为此设计了比例尺为1∶50的挡墙离心模型试验,分析了衡重式桩板挡墙的土压力分布模式、桩身受力特性。结果表明:(1)填料为全砂时上墙主动土压力按公式γhk_aξ计算,建议正常使用状态下桩前抗力上部采用C法、下部采用m法计算。(2)填料上层为砂土、下层为粉土或饱和粉土时,挡墙主动土压力已不适合采用朗肯土压力理论计算,桩前抗力分布模式与模型试验一致,随深度呈抛物线分布,不适于采用m法或C法及朗肯被动土压力理论计算。(3)挡墙桩身弯矩在桩顶下某处出现反弯点,反弯点以上桩身左侧受拉,反弯点以下桩身右侧受拉,随着离心加速度的增加反弯点逐渐下移。     

基于强度折减法的花石崖危岩体稳定因素数值分析

危岩体一般处于非稳定或极限平衡状态,影响危岩体稳定的因素很多,而地质勘探往往难以给出危岩体的准确参数。以金沙江花石崖危岩体为例,主要考虑了危岩体裂缝位置和深度、裂缝中水压力大小、危岩体强度参数以及危岩体下部软弱岩层参数等因素。使用FLAC~(3D)软件基于强度折减法计算分析各因素变化对危岩体安全系数的影响。对比计算分析结果表明,裂隙水压力和危岩体下部软弱岩层参数对危岩体稳定影响较大,在危岩体治理中应加固下部软弱岩层以及封闭上部裂缝,防止雨水汇集。     

水下盾构隧道地震液化数值分析

砂土地震液化会造成地基失效和结构受损,因此场地液化判别至关重要。国内外规范中的液化判别方法简单实用,但均存在局限性。为更准确、全面地进行场地液化判别,利用三维有限差分程序FLAC^3D,结合孟加拉卡纳普里河底盾构隧道项目,对典型钻孔位置土层的抗震液化特性进行数值分析。利用FLAC^3D中的FINN模块建立土层三维模型,在重力平衡和水压力平衡后施加合理的地震波,进行动力计算,计算模型每个单元在计算过程中的最大超孔压比,若最大超孔压比=1,则该位置土体发生液化;若最大超孔压比<1,则该位置土体不会液化。计算后,部分土体的最大超孔压比=1,其他范围土体的最大超孔压比均<1。研究表明该地区土层会发生地震液化,且不同位置处液化深度不同、液化范围也不同,该数值分析液化判别结果与规范法判别结果一致。     

黄土滑坡地震液化数值模拟分析——以宁夏石碑塬滑坡为例

以宁夏石碑塬滑坡为研究对象,在工程地质测绘和试验测试的基础上建立了有限差分数值模型,对该黄土坡液化过程进行了模拟。分析结果表明：该黄土边坡在天然工况下处于稳定状态;在地震作用下,非饱和黄土几乎没有液化现象,而在地下水位附近的饱和黄土易发生液化,导致其物理力学参数降低,即使在很缓的角度下也易产生边坡失稳;地震结束之后,由于液化导致孔压比减小,黄土渗透性较之前更低,边坡的孔隙水压力消散缓慢,滑带强度恢复也缓慢,易产生长距离滑动。      

武汉地铁名都车站基坑开挖监测与数值分析

运用国际岩土数值软件FLAC^3D建立武汉地铁二号线名都车站基坑模型,并对比现场监测数据,研究该地铁基坑开挖引起的变形规律。结果表明:数值分析结果与现场监测成果吻合;高楼层的保利华都因其基础为桩基础,故地铁基坑开挖后沉降位移较小,其侧基坑地表沉降曲线呈“三角形”;低矮楼层的西藏中学因其基础为条形浅基础,故地铁基坑开挖后沉降位移较大,其侧基坑地表沉降曲线呈“阶梯状”。对比现场监测成果与数值模拟分析结果,数值模拟可较好地分析了解基坑开挖引起的变形规律,从而为信息化施工、基坑支护方案的修正提供有效合理的依据。     

炉渣粉煤灰回填地基的强夯设计参数研究

针对人工回填料——高炉渣粉煤灰,研究其各主要施工参数对强夯效果的影响,为强夯施工参数设计提供了更加科学的参考标准,实现方案的合理性和成本的经济性。以高炉渣粉煤灰回填地基为研究对象,对强夯法加固地基的设计参数进行了数值模拟。依托包头钢铁集团新体系高炉矿渣地基处理项目,在FLAC~(3D)软件的基础上,选定夯击能、夯击次数,夯锤直径、夯点间距作为强夯施工研究参数,通过控制单一变量对不同施工参数下的强夯法加固地基的位移和应力变化进行探究。分析得出了夯击参数对强夯加固的影响规律,并对加固效果进行了详细的评价。结果表明:选取的夯击能越大,夯锤中心的土体产生的竖向位移越大;随着夯击次数的增加,土体的影响深度逐渐增大,当超过最佳夯击次数后,就显得毫无意义;夯锤直径越大,作用面积越大,土体变形范围越大。因此,合理的选取强夯间距可以增强地基的整体强夯效果。