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。     

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。     

抗滑桩的内力分析

现有的抗滑桩的内力分析，一般是根据文克尔假定，按照弹性地基梁质的理论进行设计的，当抗滑桩埋入土质紧密的基床中，抗滑桩就成为一根插入半无限弹性体中的杆体，可以采用链杆法作数值计算。     

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。     

防洪堤抗滑桩内力分析

在阐述抗滑桩受力特点、计算方法及存在问题的基础上，运用非线性有限方法元计算分析了某工程桩体内力及土体的稳定问题，指出不同部位，不同长度的桩体内力分布是不一样的，与用主动桩或被动柱，或者同时考虑具有两种受力特性的结构计算，其内力都有较大的差别。指出对于重要工程，应用有限元法进行。     

立柱考虑弹性抗力后临界压力计算问题

立柱构件与周围介质（如土体）紧密接触的状态下,当受压变形时则介质也出现相应的弹性抗力。这对于立柱抗压稳定、对临界作用力将产生很大的影响。利用弹性地基梁温克尔假定之弹性抗力原理,推导立柱在轴向力作用下临界力微分方程,建立存在弹性抗力时立柱两端铰接临界压力计算公式。此外一并导出了一端固定一端自由、两端固定、一端固定一端铰接立柱,考虑弹性抗力后的临界力计算公式。为了减少计算工作,只需判断P■（EJkb）^1/2,当P≤（EJkb）^1/2时,无需计算临界压力。当P>（EJkb）^1/2时,需要进行稳定分析,即可设计出建筑结构所要求的超强工业构件。     

横向荷载下桩侧浅层土体的极限抗力上限分析

基于塑性极限分析中的上限定理,利用对数螺线夹层破坏机制推导出了考虑水平地震作用受横向荷载下的桩侧浅层土体的水平极限抗力公式,最后根据序列二次规划算法对问题进行优化求解。数值计算结果表明,所提出模型的计算结果与Matlock法和Sullivn法非常接近,证明了所提方法的合理性;水平地震系数对桩侧土体极限抗力有较大的影响。该方法可为桩侧浅层土体极限抗力的设计研究提供参考。     

考虑边荷载作用的箱涵内力计算

箱涵作为常见的涉水建筑物,广泛应用于水利、交通、市政等领域。箱涵的内力计算是其结构设计的主要内容之一。本文使用Autobank有限单元法计算了弹性地基上的双孔箱涵,计算中箱涵采用梁单元模拟,弹性地基采用平面实体单元,结果表明:考虑边荷载后,箱涵底板跨中弯矩增大,数值由13kN/m变为18.1kN/m,相应的底板中部隔墙处负弯矩减小,由31.5kN/m变为23.2kN/m;同时边侧支座负弯矩增大;侧墙跨中弯矩减小,底部支座负弯矩增大。     

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。     

考虑土拱效应的非饱和土被动土压力计算

以墙后填土为非饱和土的刚性挡墙为研究对象,考虑土拱效应和水平微单元体层间剪切作用的影响,假定墙后土拱形状为抛物线形拱,结合水平单元分析法、朗肯滑裂面等,分别建立了平动模式下水平微单元体平均竖向应力、层间剪切力与被动土压力的定量关系,然后推导了平动模式下的挡墙被动土压力系数及被动土压力解析解,并加以实例及参数分析。该方法能考虑墙后土体中的应力偏转以及水平微单元体层间剪切作用,较之于传统的挡墙土压力计算方法,能够更真实地反映土体中的应力状态,可为工程实践提供一定指导。     

淤泥质土中打入桩负摩阻力影响分析

工程采用锤击法沉桩,根据试桩和工程桩的静载试验结果,场地工程地质条件、施工工艺和现场情况进行分析,认定位于淤泥中的打入桩桩侧存在负摩阻力.在设计中计算负摩阻力时,一般经验是将中心点以上的侧阻力作为零来计算基桩的承载力,或将下曳荷载作为外荷载来验算承载力.施工时要选择合理的施工工艺减少沉降,减少负摩阻力.     

基于MATLAB环境的抗滑桩智能优化设计系统

介绍了基于MATLAB的抗滑桩智能优化设计系统的基 本思路,并给出了该系统的总体结构、主要功能以及主要模块--抗滑桩BP网络结合模拟退火遗传算法SAGA(Simulated Annealing Genetic Algorithm)优化设计模块。该系统主要实 现了非线性优化方法和BP网络结合模拟退火遗传算法两种优化方法智能优化抗滑桩设计,最后将该系统应用于云南省祥临公路古滑坡防治方案优化设计。     

锚杆抗滑桩与普通抗滑桩加固黄土滑坡的对比试验研究

通过开展3组不同桩锚结构(普通抗滑桩、锚杆抗滑桩)加固黄土滑坡的模型试验,测得不同桩锚模型的土体抗力、桩身弯矩及锚杆的应变,对不同结构形式的锚杆抗滑桩的受力形式、内力分布及破坏模式进行对比分析。结果表明:黄土滑坡防治中,锚杆抗滑桩受力结构呈“S”曲线状,桩顶位移平顺延续,土体抗力及桩身弯矩分布更均匀;增加桩顶锚杆排数,可以增大抗滑力;普通抗滑桩的破坏模式主要为塑性单铰破坏,锚杆抗滑桩主要为塑性单铰(或双铰)破坏,锚杆主要为弯剪-滑移破坏,桩周土主要为土拱塑性破坏。研究结果可为黄土滑坡防治中锚杆抗滑桩的设计理论提供技术支撑。     

考虑桩端土成层性的位移协调法单桩沉降计算

该文基于位移协调法,提出了一种成层地基中考虑桩端土应力扩散效应的单桩沉降计算方法。通过与传统计算方法对比,该计算方法与实测值较吻合,能反映桩顶荷载沉降变化趋势,可以简捷应用到实际工程中。     

悬臂桩嵌固深度和桩前基岩阻滑宽度研究

限于场地原因,需对悬臂桩桩前基岩超深开挖,且仅留有一定宽度的阻滑岩体,导致了阻滑岩体能否保证悬臂桩安全有效的问题。以岳阳滑坡悬臂桩桩前嵌固段岩体为研究对象,建立了桩前基岩的计算模型,探讨了不同嵌固深度下的安全阻滑宽度,并结合数据拟合方法建立了两者之间的函数关系。结果表明嵌固深度越大,安全阻滑宽度越小,两者之间呈幂函数关系,其关系式为h_r=16.905 1B^{-0.754 0},并提出了岳阳滑坡最优的设计参数为嵌固深度6.24 m、阻滑宽度3.75 m。研究结果可为此类工程设计提供一定的理论指导和借鉴意义。     

考虑应变软化的单桩桩周土固结解

基于一维固结理论,假定桩壁为不透水边界,引入了考虑应变软化和桩径大小影响的超静孔隙水压力的解析解作为初始条件,并考虑了弹性区超静孔隙水压力对桩周土固结的影响,采用数学物理方法推导出桩周土的固结解。理论计算值和现场孔压监测成果吻合较好,表明该解析解对预测沉桩后桩周土中孔压消散过程具有一定实用价值。     

软土地基中城门洞式放水洞的内力计算

应用角变位移原理,针对软土地基中城门洞形洞室的内力计算问题进行了探讨,提出一种新的计算方法。该方法比原有的计算方法简捷,且计算精度有所提高,对工程设计和施工有一定实用价值。     

基于抗滑桩计算宽度的水平推力试验研究

针对岩土体边坡和岩体边坡2种主要形式,将抗滑桩分别嵌入岩土混合体和岩体中,分别进行了3根抗滑桩实体原位水平推力试验,通过岩土混合体和岩体的水平位移、应力测量,研究抗滑桩在水平荷载作用下抗力岩土体的破坏形态,根据应力与水平位移沿着桩截面宽度的变化规律和实际破坏裂隙的分布,得到了抗滑桩的有效计算宽度的新公式,为重庆市地方标准<地质灾害防治技术设计规范>编制提供了重要依据.