不同桩锚支护结构受力性能及影响因素

采用ABAQUS软件,建立桩锚整体式支护结构和桩锚分离式支护结构有限元模型,分析二者受力性能差异,研究桩径、嵌固深度、冠梁尺寸、锚杆数量以及预应力等对其受力性能的影响。结果表明:两类支护结构位移由两端向中间减小,弯矩和剪力则由两端向中间增大,中间部分受力和变形保持一致;设计时应将端部两根抗滑桩的弯矩和剪力分别乘以1.35和1.2的承载力调整系数;桩锚整体式支护结构的最大位移比分离式结构小20%以上,最大弯矩小3%以上,最大剪力小6%以上;增大抗滑桩桩径,两类支护结构的位移和弯矩均减小;增大抗滑桩嵌固深度,两类支护结构的位移减小,但弯矩增大;冠梁尺寸增大可提高支护结构整体刚度和抗变形能力,但作用有限;增加锚杆数量、施加预应力均可显著减小抗滑桩的位移和弯矩,并改变位移和弯矩沿桩身的分布形态;以上参数变化对整体式支护结构的影响要远小于分离式支护结构。     

大角度斜拉桩计算方法及工程应用

针对现有预应力锚索抗滑桩使用空间受限的情况，提出一种大角度斜拉桩，结合Winker弹性地基梁理论和弹性支座法，为其建立力学计算模型。用桩锚变形协调条件，推导锚索拉力计算公式，并将抗滑桩从滑面处分为上、下两部分，滑面以上部分按结构力学方法计算，滑面以下部分按Winker弹性地基梁法计算。通过Matlab编程实现锚索拉力、桩身内力及位移计算结果输出。采用Optum G2软件建立数值模型对理论模型进行验证，结果表明：计算方法能准确反映桩顶大角度斜拉桩的受力、变形特点，计算结果的精确程度取决于地基系数选取的合理性与准确性。最后，以重庆某基坑边坡工程为例，与普通抗滑桩进行对比分析，计算结果表明：大角度斜拉桩受力模式更加合理，大角度斜拉锚索可有效减小桩身弯矩、剪力、位移等，进而减小桩身截面尺寸、配筋和嵌固段长度。     

横陡坡条件下桩墙联合支挡结构体系受力特性研究

本文主要对横陡坡条件下桩墙联合支挡结构体系中抗滑桩的受力特性进行深入研究。首先按照FLAC3D的建模分析方法,得到完整的路基边坡工程数值分析模型,并进行了施工过程的数值模拟;然后通过提取并整理相关的数值模拟数据,对抗滑桩的受力状态、位移变化等情况作了详细的数值模拟结果分析。结果表明这种桩墙联合支挡结构能发挥稳定的抗滑作用,抗滑桩在中部受力较大而在桩顶和桩底受力较小,且抗滑桩自由段的水平位移要远大于嵌固段。     

锚索抗滑桩设计中的几个问题探讨

对锚索抗滑桩设计中的合理间距、桩的嵌固深度、抗滑桩内力和变形计算等问题进行了探讨。指出对于锚索抗滑桩系统来说,最小间距应根据桩和锚索的间距综合考虑;对于锚索抗滑桩的嵌固深度,只要使其满足桩周地基承载力的要求即可,仅靠增加桩的嵌固深度,对改善桩身内力和变位的意义并不大。分析了当前计算锚索抗滑桩内力和变形的几种主要方法,讨论了影响锚索抗滑桩内力和变形分布形式的主要因素以及对锚索抗滑桩进行全局优化设计的思路。     

边坡滑移情况下陡坡段桥梁基桩受力特性影响因素对比试验研究

边坡滑移时,位于陡坡段的桥梁基桩相比抗滑桩受力特性更为复杂。在合理模拟滑动面的前提下,进行了陡坡段桥梁基桩受力特性的参数对比室内模型试验。通过获取加载过程中桩身最大弯矩、桩顶水平位移及地面处基桩变位等关键指标,对不同加载方式、基桩自由长度、基桩剐度的基桩受力特性的各主要影响因素进行了探讨。试验结果表明,基桩产生的较大弯矩与水平位移主要由水平荷载引起,桩身最大弯矩随基桩自由长度的增加急剧增长,而随基桩刚度及边坡坡度的提高增长幅度较小。研究成果对揭示陡坡段桥梁基桩与周围边坡作用规律具有一定参考价值。     

双向地震作用下的双排桩边坡力学性状研究

以门式双排桩为例,运用有限元数值软件,研究了水平向和竖直向地震共同作用下双排桩边坡的破坏形态和受力性状。三维模型中,土体采用弹塑性本构模型,桩假定为线弹性,桩土之间设置接触单元。通过研究,得出如下结论:(1)双向地震荷载作用下,桩身受力最大值出现时刻为4.66s处;桩身弯矩沿桩身向下呈S型布,桩身剪力沿桩身向下呈抛物线型分布。(2)随着地震荷载的逐渐增大,桩身最大弯矩剪力值亦逐渐增大;当地震荷载从0.4g增大至破坏前工况时,动力作用下附加弯矩剪力增幅急剧增大。在整个过程中,后排桩弯矩剪力最大值始终大于前排桩受力最大值。(3)双向地震荷载作用下,随着地震荷载的逐渐增大,边坡最大土体位移从静力作用时的46.3mm增大到0.4g时的51.6mm;同一排桩桩顶与桩顶之间土体位移也逐渐增大,从抗滑桩之间滑移的趋势越明显,边坡越不安全;等效塑性应变分布带从坡顶附近滑带处扩展到边坡滑带中下部,坡顶附近的最大塑性应变值逐渐增大,从静力作用时的0.04增大到0.10,趋近临界状态。     

抗滑桩对桥梁桩基受力变形影响的模型试验研究

通过室内模型试验研究了加载过程中桥梁桩基与抗滑桩桩顶位移、桩身应变、桥梁桩基前后土压力、抗滑桩桩前土压力的变化,得到两者的受力变形特性,并确定了模型试验中桥梁桩基和抗滑桩的破坏模式。研究表明,两者桩身弯矩分布均为抛物线形式分布,抗滑桩与桥梁桩基最大弯矩均位于岩土交界面与滑动面之间;两者桩基破坏面也均位于岩土交界面与滑动面之间;抗滑桩与桥梁桩基滑动面以上段桩前土压力分布均为倒三角形分布形态,在滑动面处土压力基本为0,桥桩桩后土压力分布成“S”形分布,压力峰值位于滑动面下方及桩顶处;抗滑桩先于桥梁桩基发生破坏,下滑力主要由抗滑桩承担,随着下滑力的增加,抗滑桩承担荷载比例增大;抗滑桩与桥梁桩基桩顶水平位移变化规律基本保持一致,在加载初期桥梁桩顶水平位移变化幅度小,随着荷载的增加其变化幅度逐渐增大,两桩之间相互作用越加显著。     

黄土地区抗滑桩嵌固段桩前被动土拱形成演化过程试验

抗滑桩是大型交通基础设施中稳定边坡和治理滑坡的主要手段之一，嵌固段桩前被动土拱效应是影响抗滑桩水平承载力的重要因素，被动土拱的形成演化过程是抗滑桩水平抗力调整的关键。通过几何缩尺比例为1∶15的抗滑桩物理模型试验，对桩前被动土拱的形成演化过程进行了探究。根据抗滑桩桩前被动土拱和模型试验系统的对称性，自主设计土压力传感器的布设方案，以保证在试验过程中对桩前土体各测点的x和y方向土压力分布规律进行实时采集；采用千斤顶对模型桩施加水平荷载，对加载过程中抗滑桩嵌固段桩身弯矩、桩前土压力及桩前土体应力变化规律进行了分析。绘制桩前土体应力云图并对桩前被动土拱拱轴线进行了拟合，同时采用数值模拟方法进行对照分析，以揭示桩前被动土拱的演化过程。结果表明：①桩身弯矩和桩前接触土压力均在嵌固点下4倍桩宽处附近出现极大值，后随埋深逐渐减小；②桩前被动土拱是由相邻桩对桩前土体的相互作用使主应力发生偏转而逐步形成的，其演化过程可分为初步形成阶段、承载阶段和破坏阶段；③桩前被动土拱拱轴线呈抛物线形式，随埋深逐渐增大形成被动土拱所需桩顶位移随之增大；④同一埋深处桩前被动土拱矢跨比随桩顶位移增加而逐渐变大，在承载阶段土拱矢跨比随埋深逐步减小。     

岩质边坡桩柱式桥墩的受力分析研究

岩质边坡上桥梁基桩具有承重与阻滑双重功能,其受力性状远比抗滑桩和平地上两侧无坡度的单一倾斜受荷桩要复杂得多。本文在探讨和总结了桩柱式桥礅双排桩的受力特点和计算方法的基础上,采用大型通用非线性有限元分析软件MSC．Marc对其进行数值模拟,建立了岩质边坡桥梁双排基桩三维有限元计算模型,通过计算得到了岩质边坡的应力分布情况。由于桩柱式桥墩桩顶横向连梁对桩顶的约束作用,桩身变形特征也发生了明显变化,桩柱式桥墩前、后两根基桩的侧移曲线均有桩顶弹嵌的特征,使得桩身受力更加合理,对桩身材料强度的要求相对有所降低;此外,以该模型为基础,分别分析了基桩间距变化、桩体刚度变化、嵌岩深度变化及桩周岩（土）体性质变化对桩柱式桥礅双排桩受力及位移的影响,其计算结果可用于指导岩质边坡桥梁基桩的设计及施工。     

坑底局部超挖对复合土钉受力性状的影响研究

为研究基坑底部局部超挖对复合土钉结构受力性状的影响,以深圳市某基坑工程为例,运用ABAQUS分析了不同超挖深度下复合结构的受力状态,并研究了桩身嵌固深度及桩径变化对结构受力性状的影响。研究结果表明:随着超挖深度的加大,桩身及土钉受力明显恶化;桩身嵌固深度存在临界值;适当增大桩径,能减小桩身的拉应力。     

h型抗滑桩的分析方法及在滑坡治理工程中的应用

以滑面为界将h型桩分为阻滑段和锚固段两部分，分别采用受横向推力作用的平面刚架模型和弹性地基梁理论计算抗滑桩结构内力。依托广东某滑坡治理工程，采用桩体内力监测和深孔位移监测研究h型抗滑桩的内力分布特征和坡体变形规律。结果表明:h型抗滑桩内力计算理论值和实测值较吻合，说明该内力分析方法是合理的；施工扰动和强降雨会加剧坡体变形，h型桩抗滑体系构建完成后，坡体位移逐渐趋于稳定。     

锚索自由段长度对锚索桩内力的影响

在横向变形约束弹性地基梁法分析锚索桩内力的基础上,详细阐述了锚索自由段长度对锚索拉力与桩身内力的影响,说明了锚索自由段长度是影响锚索桩内力的一个较为重要的因素。通过工程实例分析,指出在同一加固工程中,若锚索自由段长度减小,则锚索拉力增大,桩身内力(剪力、弯矩)减小,对于桩体发挥其承载能力有利,提出可以通过适当注浆来减小锚索自由段的有效计算长度,以改善锚索桩的受力状况。     

弧形排列抗滑桩支挡结构计算理论研究

传统的悬臂式抗滑桩在承受较大的滑坡推力时,桩体变形往往过大,且桩身内力分布也不均匀。若将抗滑桩按弧形布置,各桩桩顶用连系梁连接,两侧布设截面较大的抗滑桩,则组成了一种空间拱形抗滑支挡结构,即弧形排列抗滑桩支挡结构。该新型抗滑支挡结构由抗滑桩、连系梁和拱脚抗滑桩共同承担滑坡推力,克服了由桩体单一承受滑坡推力的弱点。对连系梁和抗滑桩进行理论分析推导,可计算出连系梁和抗滑桩的内力及位移。计算结果表明:弧形排列抗滑桩支挡结构能够较好地约束桩体的变形,充分发挥了连系梁混凝土的抗压性能。     

基于p-y曲线的抗滑桩差分解法研究

为了合理计算抗滑桩的内力及位移，根据桩侧抗力的实际分布形式，建立了考虑桩侧剪力的抗滑桩p-y曲线非线性模型，采用差分解法，推导了相应的差分计算方程，编写了计算程序，并与工程实例监测数据相比较。结果表明:计算桩体位移曲线基本能够反映实测桩体侧移的变化趋势，计算桩顶位移与实测桩顶位移平均相对误差为7.5 %，计算结果与实测结果吻合较好；采用p-y曲线分析抗滑桩的受力特性是合理的，能够反映抗滑桩的受力变形特性，可方便确定桩体位移及内力，且便于确定相应的计算参数。     

杭长高速公路古滑坡治理措施与施工监测

当高速公路通过古滑坡路段,路基与边坡施工可能导致古滑坡复活。杭长高速公路K56+038～+215段古滑坡开挖边坡时,采取了抗滑桩等措施防止复活。经在施工中采取现场观察及对地表位移与沉降、深层水平位移、地下水位、抗滑桩钢筋内力和抗滑桩挠度等进行了为期1年的监测,结果表明:古滑坡在边坡开挖中未受到影响,滑坡稳定,加固措施有效。     

基于Geoslope和FLAC3D的边坡稳定性分析及支挡设计

运用Geoslope对某高速公路边坡进行稳定性分析，评价边坡在开挖垮塌后的稳定性。根据稳定性计算结果提出抗滑桩治理措施，并采用FLAC3D数值模拟方法对治理效果进行了评价。由于典型断面桩顶位移量超过规范要求，进一步进行桩前土体注浆措施，处治效果良好，桩顶位移量满足规范要求。结果表明，治理后边坡稳定性显著增强，治理效果显著。     

考虑坡顶建筑荷载的垂直高边坡稳定性分析

垂直支护的高边坡坡顶进行建设时,保证边坡的稳定是一项重要工作。本文采用有限元方法研究了一般工况和地震工况下垂直支护的高边坡坡顶有近坡建筑时的稳定性,模拟考虑了浅基础和桩基础两种基础形式。通过分析浅基础埋深和桩长对边坡破坏模式、安全系数以及支护桩受力的影响,提出了考虑坡顶建筑结构的边坡支护方案,并通过工程实例进行验证。结果表明：一般情况下,坡顶建筑会对边坡产生不利影响,坡顶建筑采用桩基础对边坡稳定性效果显著。当建筑采用浅基础时,浅基础埋深越大,边坡安全系数越大,支护桩受力越小;当建筑采用桩基础时,桩长越长边坡越稳定,支护桩受力越小,而当桩长增加到坡底深度,支护桩受力不再受桩基础长度的影响。     

基于FLAC3D的杂填土边坡抗滑桩加固方案设计研究

运用FLAC3D软件，模拟了某项目杂填土边坡抗滑桩加固边坡的稳定性。通过几种加固方案涉及的抗滑桩组合锚索前后，锚索倾角变化，预应力筋以及桩截面形状等加固形式变化，对锚索、预应力筋、桩截面形状、桩体、桩间挡板等对边坡稳定性、桩体内力、桩间拱形成的影响程度进行分析，确定了合理的加固方案，并将加固方案与按传统方法计算结果进行了对比，验证了结果的可靠性。     

基于离散元的顺层岩质边坡加固及稳定性分析

为研究顺层岩质边坡加固机理及稳定性问题,基于离散元方法,利用FLAC 3D软件建立二维模型,对岩体参数敏感性进行了分析,同时得出抗滑桩加固机理。主要得到以下结论：岩层倾角、坡角、内摩擦角和黏聚力对顺层岩质边坡稳定性影响显著,边坡安全系数对坡角和内摩擦角的改变更为敏感;内摩擦角以及黏聚力的增大会导致边坡抗剪强度增大,使抗滑力大于下滑力,进而使顺层岩质边坡安全系数增大;通过研究抗滑桩的布设以及桩间距,发现桩间距为2D~3.5D时,桩位5号时为最优布设位。     

抗滑桩设计中的两个问题

文章针对抗滑桩加固边坡设计中抗滑桩内力计算、合理桩长的选择这两个问题,运用有限元强度折减法直接计算抗滑桩所受的滑坡推力、桩身内力、滑面形式,优化锚索的锚固力,使锚索与抗滑桩协调作用。研究不同桩长的抗滑桩加固效果,发现沉埋桩不仅可使边坡达到足够的稳定性,而且沉埋桩所受的滑坡推力降低、桩身内力比全长桩更为合理,在条件许可的情况下沉埋桩可更为有效地加固边坡,这为抗滑桩设计中选择合理桩长的这个问题提供了一个很好的解决方法。