岩石高边坡埋入式抗滑桩的内力计算

根据岩石高边坡开挖工程中埋入式抗滑桩的设置位置与特点，分析了桩体非锚固段的主要受力状况，对桩前岩体抗力与桩后坡体推力进行了合理的简化处理，提出桩前岩体抗力按三角形分布荷载计算，而桩后坡体推力按矩形分布荷载计算的分析模型，以此对埋入式抗滑桩进行内力分析计算，并以实际工程为例，对比了埋入式与悬臂式抗滑桩的计算结果。比较结果表明埋入式抗滑桩内力分布合理，锚固段可适当减短。     

水平荷载作用下单桩桩周土抗力分布数值分析

建立了水平荷载作用下桩土共同作用的三维数值模型,研究水平荷载作用下单桩桩周土抗力沿环向和深度方向的分布规律,同时研究了土体粘聚力变化对桩周土抗力的影响。结果表明:水平荷载作用下,桩周土抗力在桩顶处最大,桩周土抗力在桩前侧呈现被动土压力特征,后侧呈现主动土压力特征,在垂直于荷载作用方向上近似等于静止土压力;土体粘聚力的变化对桩周土抗力的影响主要集中在桩前侧0°~45°范围内,对桩后侧土抗力几乎没有影响,同时主要集中在桩身反弯点以上的浅层区域内,在此深度以下,对土抗力的变化影响并不明显。     

h型抗滑桩简化计算方法及其影响因素分析

根据大型滑坡处治所采用的h型抗滑桩的承载变形特性,将其分为阻滑段与锚固段两部分,考虑桩周岩土体对前后排桩的作用特性,提出滑坡推力作用下阻滑段与锚固段的承载变形分析模型,并基于结构力学与桩基分析理论建立相应的内力与变形简化计算方法,进而建立出h型抗滑桩简化计算方法。结合典型工程实例,对比分析不同受力工况以及基桩截面尺寸、桩间距与锚固深度等因素对h型抗滑桩桩身内力与变形的影响规律,结果表明:考虑桩间岩土体对前后排桩的作用力与采用比例系数分配滑坡推力2种方法进行设计计算将更符合工程实际情况,且计算结果相近;悬臂长度与滑坡推力对基桩内力与变形的影响程度均最大,截面尺寸对基桩变形的影响程度大于内力;优化设计时应合理确定悬臂长度与分担的滑坡推力,锚固深度宜取1/3~1/2桩长,横梁刚度宜取1.0~2.0倍前后排桩的刚度,根据岩土体性质应使桩间距能够满足产生坡体压力与抗力或传递滑坡推力,可取2.0~4.0倍桩径。     

现场模拟水平分布式滑坡推力的抗滑桩试验研究

为较真实地揭示全埋式抗滑桩在水平分布式滑坡推力作用下的受力和变形性状,依托福建省浦南(浦城-南平)高速公路金斗山大型滑坡治理的一根工程抗滑桩进行了现场大型推桩试验,利用抗滑桩施工现场自行设计的试验槽,通过5台液压油泵控制5排共计10个千斤顶对该桩分别近似按三角形、矩形、抛物线形施加水平分布荷载,以模拟滑坡推力的可能分布形式,实测了抗滑桩的内力和变形。试验结果表明:对于设置在滑坡体某级平台上的全埋式抗滑桩,为大截面人工挖孔桩施工安全而构筑的桩顶钢筋混凝土挡土护墙和桩身护壁可显著减小桩身最大正弯矩,有利于提高抗滑桩的实际承载力,如能在现行设计中考虑这些积极因素,将使抗滑桩的设计更为科学合理;当作用在抗滑桩上的滑坡推力较小,滑动面较浅时,因不同分布形式的合力作用点位置变化不大,使桩身锚固段弯矩的变化不大,因而在设计计算中对滑坡推力分布形式假定的不同,对结果的影响不大。     

基于加权残值法和统一强度理论抗滑桩合理锚固深度的确定方法

引入统一强度理论以考虑中主应力的影响,推导出抗滑桩锚固段桩侧土容许抗力计算公式。同时,利用半解析半数值的加权残值法计算抗滑桩锚固段桩侧所需抗力,并提出一种合理确定抗滑桩锚固深度的新方法。将提出的方法应用于两个计算实例,得到桩侧所需抗力的分布和不同统一强度参数下桩侧土容许抗力值的分布,并通过两者的对比分析确定合理锚固深度。计算结果表明,采用统一强度理论分析计算得到的桩侧土容许抗力随统一强度参数b的增大而增大。     

似土质边(滑)坡抗滑桩后滑坡推力分布模式的近似理论解析

抗滑桩后侧滑坡推力的分布模式直接影响着桩体内力的大小及分布特征,从而影响着抗滑桩设计的合理性。考虑实际工程设计状态,根据对似土质滑体的水平微层段极限平衡分析,建立了桩后滑坡推力的近似解析表达式。结果显示桩后滑坡推力呈中间大上下端小的近似抛物线型分布模式,模拟滑体滑动极限状态的室内试验结果表明,所提出的近似理论解析方法是较为合理的。     

抛物线分布荷载推力桩双参数法的2种数值解

为适应抛物线分布荷载推力桩的设计和计算的需要,提出和探讨地基水平抗力系数按双参数模式表达下桩身位移和内力计算的有限差分法和弹性地基杆系有限单元法.编制全桩位移、内力计算和图形处理有限差分程序.实例计算结果表明,2种数值计算方法所得结果相当一致.根据试桩实测资料试算确定地基抗力双参数后,二者即可高效而可靠地对承受抛物线分布荷载推力桩进行设计计算与分析.     

考虑地震作用的边坡抗滑桩滑坡推力分布研究

在边坡抗滑抗震的抗滑桩设计中,为解决抗滑桩滑坡推力分布问题,文章探究了考虑地震作用的边坡抗滑桩滑坡推力分布。以某震后沿线边坡工程为例,以砂石作为滑体基础材料设计模型地质力模型,布设加速度及土压力响应传感器以及时捕捉震动情况,生成输入波形的时程曲线。当滑动的数值发生改变时,计算极限平衡状态获得滑坡推力值,进而实现边坡抗滑桩滑坡推力分布研究。抗滑桩背地层推力分布特征测试结果表明,抗滑桩对桩背岩土体的挤压作用位于距离桩顶10m以下;桩位变化对抗滑桩加固下滑推力分布测试结果表明,在抗滑桩和桩基之间的距离为5m时会产生较大变形量和水平位移。     

抗滑桩计算的确定性计算模型

现有抗滑桩力学计算模型中锚固段采用弹性地基梁,滑坡推力的大小通过计算确定,这二者都是确定的,而滑坡推力的分布形式则采用某种理想形式,包含较多的不确定因素。以定点剪出稳定性核算为基础,提出滑坡推力分布形式分析计算方法,该法假定自指定点剪出的潜在滑面由坡体中通过指定剪出点的圆弧滑面或部分原滑坡滑面与圆弧面组合而成,按照反力法计算设计滑坡推力,桩前土体考虑设计安全系数并按照相同的方法确定抗力。获得全桩若干点处的计算结果以后,可以得到相邻两点间的坡体压力增量,据此按照自上而下的次序确定桩身坡体压力的分布形式。在此基础上建立的抗滑桩计算模型,各种条件皆可通过计算确定,为一种确定性计算模型。     

模拟库水位变化的抗滑桩加固边坡离心模型试验研究

 抗滑桩是边坡深层抗滑最为有效的措施之一,以三峡库区边坡抗滑桩加固工程为背景,利用离心模型试验手段,模拟库区蓄水和水位循环变化条件下失稳边坡的抗滑桩加固机制。详细介绍相应的离心模型试验方法,通过对一系列自然边坡和不同桩间距条件下的模型试验,获得库水位变化影响下的边坡变形、破坏模式和抗滑桩受力,探讨滑坡推力的分布以及不同桩间距条件下的抗滑桩–边坡相互作用机制。测试结果表明,受抗滑桩加固的边坡在水位升降作用下仍发生一定程度的变形并产生裂缝,随着抗滑桩的直接支挡和桩后土体由于不均匀位移产生土拱效应后,边坡变形逐渐得到较好的控制。在本试验条件下,随着桩间距的增大,边坡变形总体上表现为增大趋势,但抗滑桩的受力呈现出先增大后减小的抛物线型变化形态,在某一最适桩间距情况下抗滑桩的抗滑性能得到了最充分的发挥,而滑坡推力表现出复合三角形分布特征。该研究结果为桩土相互作用和库区边坡抗滑桩加固机制分析提供了直接的试验依据,对丰富抗滑桩设计理论和库区边坡的防灾减灾研究具有较为重要的意义。     

抗滑桩滑坡推力分布形式的计算确定

针对现有工程中仅能根据滑体的岩性近似确定滑坡推力分布形式为三角形、矩形或梯形的现状,提出了基于定点剪出稳定性核算为基础的滑坡推力分布形式分析计算方法。该法假定自指定点剪出的潜在滑面由部分原滑坡滑面和通过指定剪出点的圆弧面组合而成。首先核算定点剪出滑面的稳定性,得到通过该点潜在滑面的最小安全系数,若该稳定性系数小于设计安全系数,则按照Janbu法计算设计滑坡推力。自上而下逐点计算滑坡推力,获得全桩若干点处的滑坡推力以后,可以得到相邻两点间的滑坡推力增量,据此按照自上而下的次序确定桩身滑坡推力的分布形式。     

抗滑桩的土拱效应研究

针对滑坡治理工程中抗滑桩与土体的相互作用引起的土拱效应对抗滑桩布桩的影响,结合已有的研究成果,对滑坡确定潜在滑动面,计算出滑坡推力,并基于PLAXIS有限元软件对潜在滑坡进行了分析计算,最终确定了此次滑坡工程中抗滑桩设计的最佳桩间距,为实际工程中抗滑桩的设计提供了依据。     

抗滑桩在滑坡工程中的应用

抗滑桩具有施工方便、对原有滑坡体扰动小、治理效果好、可靠性高等优点,在滑坡工程中得到了广泛应用。本文结合某一工程实例,对抗滑桩在滑坡工程中的应用做了介绍,希望能为同类型的边坡治理提供参考。     

有限元法分析抗滑桩的适用条件

预应力锚索抗滑桩作为治理滑坡的主流措施,由于其改变了普通抗滑桩不合理的悬臂受力状态,大幅度地减小了桩身弯矩、桩截面及埋深,近二十年来得到广泛的应用。但不同滑坡条件下最适宜采用何种结构形式的预应力锚索抗滑桩,是值得研究的问题。本文用有限元法分析了不同推力情况下普通抗滑桩、单锚抗滑桩及多锚抗滑桩内力分布,进行了力学比较,得出了不同结构形式的抗滑桩的适用条件,可供抗滑桩设计参考应用。     

变刚度悬臂式双排抗滑桩水平推桩模型试验研究

双排抗滑桩常用于加固大型滑坡,其中悬臂式双排抗滑桩由于施工便利,受到工程界广泛重视。已有研究表明,后排桩承受的滑坡推力大于前排桩,是困扰设计的重要问题。文章借鉴变刚度调平设计原理,通过改变前后排桩间距实现前后排桩刚度的调整,设计了变刚度悬臂式双排抗滑桩支护形式,并进行了室内水平推桩模型试验,得到桩顶及坡顶位移、桩身弯矩以及滑体内土压力分布。结果表明：水平推桩模式下,桩顶位移和桩身弯矩随荷载增大而增大,模型边坡沿着滑动面破坏,根据桩顶的荷载-位移曲线,双排桩在推力作用下的发展过程被划分为三个阶段;适度增大前排桩的桩间距并不会明显降低双排抗滑桩的临界荷载;采用变刚度调平设计悬臂式双排抗滑桩,前排作用被充分调动,前后排最大弯矩差值变小;双排抗滑桩存在明显的三维土拱效应,在推力方向上被划分为后排桩后土拱效应、桩排间土拱效应、前排桩前土拱效应,在深度方向上,滑体中部土拱效应与滑体下部有所不同;适度扩大前排桩的间距,桩排间土体保持稳定,未见土体绕流现象,桩排间土拱效应作用明显。     

排水抗滑桩设计及验证

提出了排水抗滑桩排水系统设计的理论基础,并以此为依据设计了一种集排水与抗滑为一体的新型抗滑桩系统,基于理正软件,开展了新型抗滑桩和传统抗滑桩的对比分析。数值模拟结果表明:新型的排水抗滑桩排水效果显著,对滑坡稳定性提高可起到重要作用。     

人工挖孔灌注桩加固膨胀土边坡效果研究

人工挖孔灌注桩是一种治理滑坡的常用手段.在镇江黄山膨胀土滑坡治理中,设计采用了人工挖孔灌注桩,并进行了位移、土压力等多项现场测试.本文通过现场监测结果分析,得出结论:人工挖孔灌注桩加固膨胀土边坡后,抗滑桩限制了桩后侧土体位移,承担了桩后侧上部土体部分土压力,从而使桩前侧土体的土压力和位移量减小,进而增大了膨胀土边坡的稳定性.文章最后通过数值分析,证实了抗滑桩通过限制滑动面的范围,提高了边坡安全系数.这说明抗滑桩加固膨胀土边坡是有效的,对同类工程具有一定的借鉴与指导作用.     

高路堤预应力锚索桩板墙承载特性分析

以昆明—曼谷国际公路k70路堤加固工程为背景,采用原位测试方法,完成了不同工况下预应力锚索桩板墙承载特性的现场试验。通过观测结构位移、土压力、桩身内力以及锚索预应力等,系统分析了预应力锚索桩板墙的受力特性与力学行为。锚索桩板墙对高路堤的加固效果显著,填筑初期结构位移随填土高度线性增加,锚索施工后增速有所减缓;初始填筑阶段,抗滑桩变形以刚性倾斜为主,随着锚索张拉和桩后填土不断增高桩身产生了较为明显的弯曲变形。作用在抗滑桩后的土压力大致呈三角形分布,板后土压力大致呈抛物线型分布;相同埋深条件下作用在抗滑桩上的土压力明显大于挡板,原因在于相邻抗滑桩间产生了明显的土拱效应,下部相邻抗滑桩间的土拱效应更强;与解析解的对比结果表明,实测最大桩后土压力与滑坡推力接近,远小于被动土压力;实测板后土压力与主动土压力接近,工程设计中可选取Rankine主动土压力作为挡板的设计荷载,在不利位置采取增大板厚等措施避免挡板发生破坏。采用弹性弯曲梁理论对锚索桩板墙内力计算的结果与实测结果基本一致。张拉锁定初期锚索预应力损失较大,约为设计荷载的10%,后期锚索预应力逐渐趋于稳定,锚索预应力长期损失约为设计荷载值的12%~15%。