排间距对双排抗滑桩加固土质边坡稳定性影响分析

运用有限元软件建立双排抗滑桩加固边坡数值模型,基于有限元强度折减法,模拟分析了排间距对边坡稳定性的影响,并分别针对不同排间距的边坡前、后抗滑桩位移、剪力、弯矩及边坡稳定系数进行对比分析。研究表明:随着排间距的增大,边坡前、后排桩水平位移、剪力及弯矩均呈先减后增趋势;边坡稳定性随着排间距的增大呈先增后减趋势;抗滑桩排间距设计在10～15m范围,边坡前、后排抗滑桩的水平位移值、剪力值、弯矩值均最小及稳定系数最高,边坡安全稳定性最高。研究结果可为双排抗滑桩加固公路边坡工程设计和施工提供理论参考和借鉴。     

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。     

抗滑桩参数变化对土质边坡稳定性的影响研究

为研究抗滑桩不同施工参数对土质稳定性的影响,针对某人工加固土质边坡工程,采用FLAC^3D建立数值模型,对抗滑桩不同截面尺寸、锚固深度和桩间距对边坡位移、安全系数、最大弯矩和剪力的影响进行分析。结果表明,增大抗滑桩截面尺寸可降低边坡变形,减小边坡受力,提高边坡的稳定性;适宜的抗滑桩锚固深度和间距可使边坡变形最小、受力最合理、稳定性最好。     

深基坑桩锚支护体系桩身内力及变形监测分析

依据西安市高新区某桩锚支护式深基坑支护桩内力和侧向位移的监测数据,对支护桩桩身内力与变形的变化规律进行了对比分析,得到了桩身弯矩和位移沿深度方向的分布。分析结果表明:随着基坑开挖深度的增加,支护桩的桩身弯矩值以及桩身向基坑内侧方向的位移不断增加,桩身弯矩最大值出现在基坑开挖底面以下,反弯点沿桩身向下移动。锚索锁定后对桩身内力与位移的作用显著,减小了桩身弯矩,限制了桩身位移的增加;空间效应在基坑开挖过程中,对桩身内力与位移产生影响,基坑中间支护位置桩身的最大弯矩值与位移值明显大于其他支护位置,分析结果可对基坑的进一步施工提供参考。     

深基坑支护结构受力与变形数值模拟及影响因素分析

深基坑支护结构的受力、变形与其结构形式、尺寸、施工工艺及土层性质等因素有关。文中以深圳公常路下穿改造工程K1+800—930段基坑工程为例,采用弹性支点法,通过数值分析并与现场实测结果进行对比,分析支护桩长度、直径及间距等支护结构参数对支护桩桩身弯矩、水平位移的影响。结果表明,随着支护桩长度和直径的增加,桩身水平位移和弯矩减小,相对而言,桩长和桩径对桩身水平位移的影响较大,对桩身最大弯矩的影响较小;随着桩间距的增大,支护桩桩身水平位移和最大正、负弯矩均增大。     

水平荷载作用下斜桩承载变形性状数值分析

为研究水平受荷斜桩的承载变形性状,采用有限元软件模拟了斜桩在水平荷载作用下的性状并与直桩进行了比较,分析了桩身倾角、桩顶竖向荷载对斜桩桩身水平位移、桩身弯矩及剪力的影响,研究了斜桩与桩侧土之间的挤压、剪切相互作用,对水平受荷斜桩有效桩长的影响因素进行了探讨。结果表明:正斜桩的水平承载力比直桩大,负斜桩的水平承载力比直桩小;桩身倾角对斜桩水平位移、桩身弯矩及剪力有较大的影响;正斜桩桩顶水平位移小于直桩,负斜桩桩顶水平位移大于直桩,桩身倾角越大,斜桩与直桩桩顶水平位移差异越大;正斜桩、负斜桩的桩身弯矩均小于直桩,桩身倾角越大,正斜桩桩身弯矩越小,负斜桩桩身弯矩越大;正斜桩及负斜桩桩身剪力均小于直桩,正斜桩桩身剪力小于负斜桩桩身剪力;桩顶竖向荷载对正斜桩、负斜桩水平承载力的影响不同,竖向荷载提高了负斜桩的水平承载力,削弱了正斜桩的水平承载力;水平受荷斜桩与桩侧土之间的相互作用以挤压为主,剪切作用较弱;水平受荷斜桩存在一个有效桩长,对于相同的土层,无论是正斜桩、负斜桩,其有效桩长基本相同;桩侧上部土体剪切模量增大对减小有效桩长有显著的影响,下部土体剪切模量变化对有效桩长影响不大。     

某深基坑开挖数值模拟与实测对比分析

通过FLAC3D对现场工况进行了开挖模拟,与实测结果进行了对比分析。围护结构型式采用单排桩+锚索和双排桩,开挖到坑底时,计算的桩身水平位移最大值分别为8.73 mm和10.19 mm,实测值分别为10.57 mm和12.05 mm,实测值稍大于计算值,桩身整体侧向变形规律一致。围护结构型式采用单排桩+锚索,不同开挖阶段坑外地表沉降的计算值与实测值对比,整体沉降均随着开挖深度增加而增大;沿基坑方向的分布规律也大致相同,都是呈凹槽型分布,最大沉降值出现在距桩后3~4 m范围内。     

锚索抗滑桩在太长高速公路的运用与对比研究

以抗滑桩支挡体系为研究对象,基于抗滑桩的设计计算方法,分别对同一标段临近位置的路堑边坡滑坡段进行加固与计算分析,探讨了在相近环境条件下,不同抗滑桩结构的受力特性,最后通过对比分析,结合太长高速地质环境,给出推荐抗滑桩类型。研究结果表明:计算所得普通桩最大弯矩是锚索桩的1.12倍,而最大剪力相较锚索桩增加了17.4%,更易发生破坏。由监测数据可知,锚索桩和普通桩最大剪力分别为17 287和19 920kN。位移量呈现随埋深逐渐减小的趋势,普通桩桩顶位移为34 mm,比锚索桩减小28%,监测数据也满足此变化趋势,锚索桩在桩长2m处位移为33mm,而普通桩为23 mm,桩顶位移虽然锚索桩相较普通桩稍大,但增量为毫米级对滑坡治理影响不大。故该项目试验段相同环境条件下采用锚索抗滑桩更符合实际要求。     

桥梁抬桩钻孔施工对临近旧桩的影响分析

以桥梁抬桩加固施工为背景,采用有限元分析方法,研究了旧桥新增钻孔桩施工过程对既有邻近桩基与及周边土体内力和变形的影响及其规律,得出了旧桩桩身弯矩、剪力、位移,以及周边土体应力、位移的变化规律。结果显示,开挖初期桩身位移较小,新桩钻孔穿出钢护筒后,桩身最大弯矩位置逐渐下移直至稳定,最大剪力显著增大,桩基及土体应力波动明显。     

临水路堤微型桩-承台-挡墙结构受力与变形特性数值分析

微型桩-承台-挡墙组合结构作为一种新型支挡结构,其受力变形特性研究尚不完善。文中结合某临水路堤支挡工程,采用ABAQUS有限元软件建立微型桩-承台-衡重式挡墙加固路堤三维数值模型,模拟该结构各组成部分受力与变形特性,分析不同桩间距、桩排距和填土内摩擦角对微型桩内力与变位的影响。结果表明,墙体整体向外侧移动并向内侧轻微转动,墙底位移大于墙顶位移,土体产生的水平应力主要集中在衡重台附近;承台与微型桩连接处产生明显应力集中现象;微型桩水平位移沿桩身逐渐减小,桩体表现出主动防护作用,在桩顶出现一定范围轴向拉力分布,桩身弯矩呈勺子形,峰值出现在土层分界面处,桩身剪力方向与滑坡方向相同,上部荷载的影响使滑面以上桩身剪力变化很小;合理的桩间距为5～6倍桩径,排间距在5倍桩径时桩身受力情况最好,填土内摩擦角超过30°时桩身受力与变形变化不明显。     

既有线条件下路基桩板墙帮宽结构数值研究

以某既有线条件下路基桩板墙帮宽结构为研究对象，运用Midas GTS有限元分析软件，研究了新建及既有桩板墙的受力特性。结果表明:锚索施加预应力对边坡土体沉降的影响很小，路基填土及列车荷载是边坡土体沉降的主要影响因素；新建桩和既有桩均呈现出受压状态，新建桩受到的压力要大于既有桩；桩身剪力变化较为复杂，呈现出正负交替变化；桩身最大弯矩出现在距离桩顶6~13m范围内，既有桩在桩身7m处达到最大负弯矩；锚索整体表现出受拉状态，#11、#12锚索在自由端与固定端交接的地方     

单桩水平承载性能研究

通过室内模型试验分析水平承载单桩的受力特性,得出荷载位移关系曲线和各级荷载作用下弯矩、剪力、土抗力及p-y曲线沿桩身的分布规律。由试验中力作用点的荷载位移导出各级荷载作用下的m值,用于计算各级荷载下桩身内力,方法实质是非线性解法。文中将其结果与实测结果进行了对比。     

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。     

锚索桩板墙土压力分布和变形特性现场试验研究

以云罗(云浮—罗定)高速公路为背景,对锚索桩板墙支挡高路堤进行现场试验,通过对锚索桩板墙的设计、传感器的埋设和测试及工况划分,在不同工况下对土压力分布、桩身位移进行测试,分析了锚索拉力和桩身位移随填土高度和时间的变化规律。结果表明,填土工况下,土压力、锚索拉力和桩的位移随着填土高度的增大而增大;锚索张拉工况下,随着锚索位置的提高,土压力逐渐向上移动,桩的位移整体向山侧移动,位移值上大下小,最大值在桩顶;工后观测工况下,随着时间的推移,土压力有变化但其分布基本不变,桩的位移向河侧移动,且位移值上大下小。     

扩孔微型桩侧向受荷性能试验研究

为了研究扩孔微型桩的受力性能,对5根具有不同扩孔参数的微型桩进行了室内足尺侧向受荷试验,分析了扩孔参数对微型桩桩身弯矩和侧向位移的影响得出,明显的桩身弯矩变化主要发生在第一个反弯点20 D(桩径)之前,且最大弯矩值出现在埋深6 D处;不同扩孔参数对桩身弯矩影响不明显;桩身侧向位移随着埋深的增加呈逐渐减小的趋势,且水平位移主要发生在埋深10 D内;扩孔后,微型桩在侧向荷载作用下更易变形。扩孔内填料越松散,扩孔孔径越大,桩身侧向位移越大。在埋深3 D~4.5 D扩孔深度内,扩孔深度对桩身侧向位移影响不明显。研究所得结论为研究微型桩的扩孔问题打下基础,并为整体式桥台桥梁支承桩的扩孔技术提供借鉴。     

微型桩加固土质边坡极限抗力分析方法

为了给微型桩加固土质边坡的工程设计和安全评价提供参考,针对工程中常见的黄土、冰碛土和风化页岩进行单根微型桩在横向滑体变形作用下的承载力特性试验。采用数值模拟方法,考虑桩-土接触作用和岩土的非线性行为,建立微型桩加固土质边坡时极限抗力的分析模型,以桩截面极限弯矩和桩身最大水平位移为控制条件,提出确定微型桩加固土质边坡极限抗力的分析方法,并将分析结果与试验结果进行对比。分析微型桩加固土质边坡时的变形机制、破坏模式以及分别加固黄土、冰碛土和风化页岩时的极限抗力。研究结果表明：所建立的微型桩极限抗力分析模型在确定微型桩加固土质边坡极限抗力时具有较高的精度,直径115 mm微型桩在厚度为60 cm的滑体横向变形作用下的极限抗力约为10～20 kN,微型桩的极限抗力受到岩土类型影响,边坡岩土强度较高时微型桩的极限抗力更大;微型桩加固土质边坡时的破坏模式为弯曲破坏,主要由于微型桩截面弯矩超限所导致,桩身破坏部位在滑面以下约4倍桩直径的深度位置;滑体横向变形作用下微型桩顶水平位移在开始阶段呈线性增加,随着滑体位移量逐渐增大,微型桩顶部与桩后岩土之间产生了脱空现象。     

多支点预应力锚索桩结构计算与测试分析

根据悬臂梁挠曲变形理论、横向变形约束弹性地基梁理论及桩索变形协调原理，提出了考虑各锚索支点施工工况影响系数进行土质地层多支点预应力锚索桩的设计方法；结合工程实施，对桩背与板后土压力、锚索拉力、桩身位移等进行了现场测试和分析研究；验证了桩背土压力受锚索约束影响呈梯形分布、板后土压力为三角形分布的应力图形；证明了考虑工况影响系数进行多支点预应力锚索桩设计的合理性和可行性。     

某临近高压电塔路堑边坡加固设计方案研究

以某临近高压电塔路堑边坡工程为背景,介绍了在临近重要结构物路段采用预应力锚索抗滑桩加固的设计及计算方法.利用理正岩土计算软件和Geo-Studio有限元岩土工程分析软件,采用极限平衡法及有限元数值模拟方法对边坡稳定性及位移进行分析.结果 表明:采用预应力锚索抗滑桩边坡加固设计方案,边坡在天然工况及暴雨或连续降雨工况下的稳定安全系数均满足规范要求;边坡在开挖施工的各个阶段,土体内部最大水平位移为0.0263 m,桩顶最大位移为0.0206 m;锚索抗滑桩方案可确保边坡在开挖和运营中的稳定,且有效预估了边坡开挖对现有电塔塔基的影响.     

倾斜荷载下桩柱式桥墩受力变形分析传递矩阵法

为了研究倾斜荷载下桩柱式桥墩的受力变形特性,将其视为一工作整体,地面或局部冲刷线以上自由段视为置于虚拟土层中,根据桩(墩)身截面尺寸、混凝土强度等级以及土层情况等将桩柱式结构划分为若干分析单元段,基于Winkler弹性地基梁理论,考虑轴向和横向荷载共同作用,得到任一单元段的位移控制微分方程,并采用幂级数法进行解答。进而根据相邻单元段内力与位移连续条件得到了由柱顶受力与变形条件表示的桩柱式结构任一深度处水平位移、转角、弯矩及剪力的矩阵表达式。通过具体算例将提出的传递矩阵法所得结果与有限元等方法所得结果进行了比较。在此基础上,探讨分析了地基成层性对倾斜荷载作用下桩柱式结构体系内力与位移的影响。研究结果表明:表层土的物理力学性质及埋深对柱顶水平位移、地面处桩身水平位移及桩身最大弯矩值均有不同程度的影响。     

新溆高速公路两江特大桥桩基受力与变形分析

新化至溆浦高速公路是位于我国西部山区。在这些地区修建高速公路时,往往会遇到一些特殊问题,如两江特大桥陡坡段桥梁桩基安全性问题。与平地上普通的桥梁桩基相比,位于陡坡上的桥梁桩基受力与变形更为复杂,现行的设计计算方法亦不能满足工程实际的需要。通过借助有限差分法,考虑边坡荷载对基桩的影响,对两江特大桥左幅19#墩桥梁桩基的受力与变形进行分析计算。计算发现,桩身最大弯矩和最大剪力作用位置基本位于强风化层和中风化层的分界面附近;考虑边坡荷载作用,计算得到的桩顶水平位移不满足变形要求,且桩身内力较大,必须对边坡进行相应的防护加固设计。