格构形复合抗滑钢板桩的阻滑机理研究

首次提出了利用格构形复合抗滑钢板桩来治理滑坡工程的新方法，并从不同的理论角度对格构形复合抗滑钢板桩的阻滑机理进行了研究，提出了设桩后确定滑坡极限剪切破坏面的新方法。通过对实例进行极限平衡法和有限元法的计算分析比较，验证了理论分析结果的正确性。同时，揭示了格构形复合抗滑钢板桩的阻滑机理主要表现在以下两个方面：一是格构形复合抗滑钢板桩的存在，有效地改变了滑动面的形状；二是间接提高滑动面的物理力学参数。     

一种分析小桩距抗滑桩加固边坡稳定的新方法

讨论了基于塑性变形理论的桩侧极限侧压力计算公式的适用条件,发现当桩距较小时塑性变形理论不适用,由此分析出实际抗滑力与土坡位移有关,即与边坡稳定安全系数有关。建立了小桩距抗滑桩的侧压力计算公式,结合极限平衡条分法推导了小桩距抗滑桩加固边坡时安全系数的计算公式。结合某泵站工程边坡不同的设桩方案进行了计算,研究结果表明,利用抗滑桩加固边坡时,当桩距较小时采用本文的方法进行分析是合理的。     

岩溶地区某工程灌注桩试桩承载力及桩身内力分析

岩溶地区某工程静载试桩项目,主要目的是确定单桩极限承载力和进行桩身内力测试。通过灌注桩桩身不同位置预埋的振弦式钢筋计和桩端土压力盒,结合单桩竖向抗压静载试验,对3根灌注桩试桩进行了桩身内力测试,计算出了桩侧土的分层侧阻力和桩端阻力,对勘察报告提供的各土(岩)层地基与基础设计参数建议值进行了对比分析,为项目工程桩桩基设计提供参考和优化依据。     

抗滑桩加固边坡的影响因素分析

根据迭代不收敛判据准则,系统地计算与分析了设桩位置、桩径、桩顶约束条件、材料参数变化与桩的抗弯刚度等对抗滑桩加固边坡稳定性的影响,并对桩侧接触力和土压力的分布形态及变化规律进行了探讨,为抗滑桩加固土坡的简化设计提供参考依据.     

软土路基碎石桩加固的土坡稳定性颗粒流模拟

采用颗粒流方法的基本理论,利用基于离散单元法的二维颗粒流程序(PFC2D),建立软黏土的颗粒流模型,对软土路基填土土坡的接触应力场和位移场进行模拟,然后在该土坡模型基础上加入碎石桩,模拟碎石桩对土坡稳定的作用。该方法克服了传统的连续介质力学模型的宏观连续性假设,对比研究了碎石桩加固前后的土坡在滑动时位移场的变化,以及不同桩径、不同间距、不同桩长对土坡的加固效果。研究表明,碎石桩桩长对抗滑能力有明显的影响,随着桩长增加,碎石桩抗滑能力显著提高;不同桩径的碎石桩,抗滑能力不同,随着桩径加大,抗滑能力提高;桩间距对抗滑能力的影响,需根据桩径优化确定,发挥桩与土共同作用。     

抗滑桩桩间挡板土压力极限上限分析

悬臂式抗滑桩被广泛应用在边坡工程中。为阻止桩间土局部失稳,需在抗滑桩桩间设置挡板,因此,合理计算桩间挡板土压力对设计工作至关重要。为研究抗滑桩桩间挡板土压力问题,首先,以桩间潜在失稳土体为研究对象,依据实验现象建立桩间挡板土压力三维计算模型;然后,基于极限上限理论,计算桩间潜在失稳土体处于极限平衡状态时的外力做功功率和滑动面上的能量耗散,得到能量平衡方程式,推导出桩间挡板土压力表达式,并将理论分析结果与实验结果进行了对比;最后,通过参数分析,研究抗滑桩悬臂段高度、桩间净距、填土坡面倾角、土体黏聚力和内摩擦角变化时,挡板土压力的变化规律。结果表明:桩间挡板土压力随抗滑桩悬臂段高度、桩间净距和坡面倾角的增大而增大,随内摩擦角的增大而减小。     

土坡稳定分析中的最危险滑裂面问题

在土坡稳定分析的经典极限平衡法中,一般先假设土坡的最危险滑裂面形状,然后利用不同的搜索方法寻求最优解。作者认为,基于经典极限平衡理论的边坡滑裂面是由土条底部的直线段相连构成的任意形状滑裂面;定义土条底部的纵轴坐标或者与水平面的夹角为搜索变量,采用经验遗传-单纯形算法搜索其最优解,进行了土钉加固土质边坡的稳定性验算,与圆弧滑裂面法进行了比较分析,结果表明作者的方法合理可行。     

水平荷载作用下斜坡刚性桩非线性分析

在综合分析现有水平荷载作用下桩基分析方法的基础上,建立了考虑桩侧土体受力状态的斜坡刚性桩力学模型;根据极限平衡原理,建立横向荷载作用下斜坡刚性桩弯矩和应力平衡方程;引入考虑斜坡影响的p y曲线方法,提出了综合考虑桩侧土体极限承载力与水平抗力系数沿深度呈线性增加的侧向极限承载力与土体抗力承载力系数计算方法,同时,将该方法应用于计算实例,通过与已有有限元和理论计算方法对比分析,计算结果验证了本文方法的合理性与可行性;并利用该方法,分析了斜坡坡角、桩土接触面系数以及地基水平抗力系数对斜坡刚性桩承载特性的影响因素。分析表明:斜坡的坡角、桩土接触面系数对侧向荷载作用下斜坡刚性桩的荷载位移曲线影响明显,而桩侧土的抗力系数对侧向荷载作用下斜坡刚性桩的荷载位移曲线影响不明显。     

梅花形布桩GRPS复合地基性状分析

通过对桩网复合地基的加固机理进行分析,基于单桩等效处理范围内堤身土体受力平衡,采用改进的Hewlett极限状态空间土拱效应分析方法,求得了梅花形布桩情况下桩体和桩间土受力计算的解析表达式;通过对加筋体拉膜效应的分析,基于桩间土范围内加筋体受力平衡,求得桩土相对最大沉降,进而求得加筋体的变形形态函数和加筋体拉力解析式。当土拱进入塑性状态后,加筋体可明显提高桩体受力能力,降低桩间土压力,从而减小桩间土的沉降。分析计算结果表明,通过加筋作用,可以提高桩土应力比,减小桩间土沉降。     

刚性抗滑桩的桩土相互作用机理与极限阻滑力研究

采用新的无量纲参数锚固比作为控制参量,在滑动面从桩顶到桩底逐步变化的过程中,研究不同滑动面位置对土体抗滑桩阻滑工作机理与破坏模式的影响及其演变规律,建议了4种土体抗滑桩阻滑与破坏模式。基于塑性力学极限平衡理论,得到了4种模式的极限阻滑力理论解,给出了它们的界限判别条件。通过试验证明,抗滑桩存在4种阻滑破坏模式,而不是Viggiani假定的3种。建议的桩土相互作用机理模型及其解析解更为合理地描述了任意滑动面位置条件下抗滑桩的阻滑机理与破坏模式。研究表明,滑动面的相对位置决定抗滑桩的工作阻滑模式和极限阻滑力的大小,同一根抗滑桩对沿不同滑动面的滑动所产生的极限阻滑力会有很大的不同。建议的极限阻滑力计算方法可用于常规的滑坡稳定分析计算,对于地下连续墙、嵌岩桩等地下结构亦有重要的借鉴意义,与依靠经验公式与图表计算极限阻滑力的方法相比,所得计算公式在理论上更加完整合理,使用上也更为准确方便。     

桩基码头岸坡整体稳定分析的修正

针对桩基码头的岸坡稳定问题,在考虑了桩本身的特性和桩土相互作用的条件下,提出一种修正基桩抗滑效应的桩基码头岸坡整体稳定的计算方法,同时,采用了遗传算法确定最危险滑动面及其对应的最小安全系数,由此对现有规范中的相关规定提出了修正。该方法考虑圆弧滑动面,采用简化Bishop法计算岸坡稳定的安全系数,并在其中考虑基桩的抗滑作用;采用一种基于极限分析理论的方法确定滑动面以上的土体对桩的侧推力,对不同的圆弧位置,由各基桩的埋置深度及其与岸坡具有不同的安全系数确定其所能发挥的最大抗滑力;通过相关工程算例的计算与比较,表明本方法简便、快捷,且结果良好。     

A simplified approach for stability analysis of slopes reinforced with one row of embedded stabilizing piles

Embedded stabilizing piles are new anti-slide structures that are unlike traditional stabilizing piles. The pile heads are embedded at a certain depth below the surface of a slope. The piles do not need to support the thrust of the entire upslope sliding mass, and it is, therefore, possible to reduce the sliding thrust on the piles. The embedded depth of the pile heads is an important parameter to maximize the anti-sliding function. Based on an analysis of the stability mechanism of a reinforced landslide with one row of embedded stabilizing piles, a calculation method for the embedded depth of a pile head using limit equilibrium theory is proposed. The related calculation formula is derived in detail using the transfer coefficient method. The proposed method features a close correlation between the embedded depth of a pile head and the design factor of safety of a slope to be reinforced. Additionally, the method can quantitatively demonstrate the relationship that the factor of safety of the slope for the failure mode of the surpassing pile head decreases as the embedded depth of the pile head increases. For a given factor of safety, the range of the maximum bending moment, the maximum shear force on a pile and the lateral displacement at the pile head also can be approximately predicted. Several calculation examples that are closely related to practical engineering applications are examined to show the convenience and rationality of the proposed method. In addition, the theoretical analysis is compared with the results of the numerical simulation of an actual accumulation landslide control engineering project. The results further demonstrate that the proposed theoretical analysis method is reasonable and applicable.     

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。     

Study on embedded length of piles for slope reinforced with one row of piles

The embedded length of anti-slide piles for slope is analyzed by three-dimensional elastoplastic shear strength reduction method. The effect of embedded pile length on the factor of safety and pile behavior is analyzed. Furthermore, the effects of pile spacing, pile head conditions, pile bending stiffness and soil properties on length and behavior of pile are also analyzed. The results show that the pile spacing and the pile head conditions have significant influences on the critical embedded length of pile...     

关于《建筑边坡工程技术规范GB 50330—2013》的讨论

针对《建筑边坡工程技术计规范》(GB 50330—2013)中的一些问题进行了讨论。指出该规范的一些不足、不当及不对之处。指出关于锚杆的抗拉和从砂浆中的抗拔设计应当使用分项系数法,而不是安全系数法;在安全系数法设计中,抗力应使用极限抗力的标准值,而非设计值。该规范所列的一些主动土压力计算的半经验公式,主要是源于无限斜坡的朗肯土压力理论解,但主动土压力的方向不正确,会造成较大的误差。在饱和黏性土边坡的稳定分析中,使用饱和重度与固结不排水强度指标的水土合算是错误的,有害的。     

用有限元强度折减法进行节理岩质边坡稳定性分析

通过对节理岩质边坡非线性有限元模型进行强度折减，使边坡达不到稳定状态时，有限元静力计算将不收敛，此时的折减系数就是稳定安全系数。同时可得到边坡破坏时的滑动面以及破坏过程，有传统条分法无法获得节理岩质边坡的滑动面与稳定安全系数，该方法为节理岩质边坡稳定分析了开辟新的途径，通过算例表明了此法的可行性。     

考虑三维空间效应的砌块土坡侧向土压力分析

在支挡结构稳定性设计中,基于侧向土压力系数的设计方法简单易用,一直被广泛用于实际工程中。已有侧向土压力系数主要在平面应变分析方法下计算获得,忽略了三维空间效应的影响。基于三维边坡稳定分析方法,采用变分法获得安全系数极值下对应的三维破坏机制,建立考虑三维效应的砌块土坡侧向土压力计算方法,从而揭示三维效应对砌块土坡侧向土压力大小的影响规律。提出的方法还考虑了砌块与土摩擦作用力和水平地震力的影响。给定参数值,通过优化计算获得了不同长高比下的三维砌块土坡水平土压力系数,以图的形式给出便于使用。从计算结果可以发现,在地震作用下,三维空间效应对侧向土压力的影响显著,特别是对于垂直的支挡结构。最后结合算例,通过与传统的平面应变下侧向土压力结果进行对比分析,显示了考虑三维效应的土压力系数对支挡结构稳定性设计的重要性。     

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。     

关于有限元边坡稳定性分析中安全系数的定义问题

在边坡稳定性分析的极限平衡法中存在3种安全系数的定义:定义1将安全系数定义为剪切强度比剪应力;定义2将安全系数定义为强度储备系数,当土体抗剪强度除以安全系数后,边坡将处于临界平衡状态;定义3将安全系数定义为沿某一特定滑面的抗滑力比滑动力。讨论了定义3与定义1之间的关系,给出了在进行有限元边坡稳定性分析时确定对应于定义3和定义2的临界滑面的统一算法,最后通过算例证明了一般情况下基于定义3所求得的安全系数和临界滑面不同于基于定义2所求得的结果,同时指出基于定义3的计算结果会表现出一些不合理的现象。