基于桩前土体抗力边坡抗滑桩内力特性数值研究

抗滑桩在滑坡治理及边坡支护方面得到广泛应用，但在抗滑桩实际设计中，很多技术人员并未将桩前土体抗力纳入考虑机制，仅考虑滑坡推力的影响，导致材料用量大幅增多。为此，以云南某公路边坡工程作为研究对象，基于ABAQUS有限元软件对考虑和忽略桩前土体抗力两种不同情况下抗滑桩内力进行了研究，深入分析了黏聚力、内摩擦角与桩前土体坡度对抗滑桩内力的影响。结果表明:当桩前土体抗剪参数相同，桩前土体坡度越大，边坡土与抗滑桩横向位移越大；当桩前土体坡度超过40°，桩前土体抗力对边坡抗滑产生显著作用，此时边坡抗滑桩设计时必须将其作为设计考虑因素。     

滑坡推力在多排抗滑桩上的分配情况研究

传统滑坡推力计算,通常应用不平衡推力法进行抗滑桩设计.但对于多排抗滑桩治理工程的设计,常规方法无法准确计算每排桩上的推力大小以及分布形式,而有限元强度折减法计算滑坡推力遵循桩-土相互作用原则,可以得到桩后推力与桩前抗力分布形式.以十堰一天水高速某多级剪出口滑坡为研究对象,通过对破碎岩石老滑坡的成因与滑动机制进行分析,明确促使滑坡复活的各种因素.在此基础上应用Plaxis软件建立有限元模型,通过数值计算方法得到边坡开挖过程、降雨过程与强度折减过程3种不同工况下抗滑桩桩后推力与桩前抗力的分布情况,进而得到每排抗滑桩的滑坡推力分担比.该方法避免了传统方法存在的种种局限性,为多排抗滑桩设计提供一种行之有效的解决办法.     

弹性抗滑桩内力计算的改进与优化

在滑坡治理工程中,抗滑桩是一种重要的支挡加固措施,在确定滑坡推力后,如何准确、合理地计算抗滑桩内力对滑坡治理工程的成败常常有着决定性的作用;根据滑动面以上桩身滑坡推力的分布形式、桩前剩余抗力的分布情况以及桩身边界条件,将"m"法和"K"法相结合,推导出全桩内力有限差分计算公式;所提出的计算方法思路简明、计算精度高,在实际滑坡治理工程中得到了有效的应用,也可应用于其他横向受力桩的分析与计算。     

桩径对双排式钻孔抗滑桩的影响研究

针对治理推力较大的滑坡工程中常用双排抗滑桩,运用有限元程序ABAQUS建立双排式钻孔抗滑桩的有限元三维分析模型,在其它条件不变的情况下,分别改变模型中桩径,进行单因素分析。结果表明:在确定的桩间距和排间距下,桩径的变化,对双排式钻孔抗滑桩的桩的位移、内力、前后排桩承担滑坡推力的比例等均有影响;对桩身位移的影响尤其明显。桩径取值应有一个合适的范围,建议双排式钻孔抗滑桩桩径不宜小于1m,在施工条件可行的情况下,宜选择直径较大的钻孔抗滑桩;双排式钻孔抗滑桩具有施工安全、速度快、节省成本等优点,值得推广。     

考虑桩侧及桩后土拱联合作用的抗滑桩桩间距研究

为探究抗滑桩合理桩间距的计算方法,首先,考虑桩侧土拱及桩后土拱的联合作用,建立出相应的双土拱简化计算模型。其次,基于Mohr-Coulomb破坏准则及极限平衡理论,依次分析桩侧土拱、拱间土体及桩后土拱的受力特性。然后,以静力平衡与拱脚处截面强度为控制条件,分别获得桩侧土拱及桩后土拱的极限承载力,进而联立求解出联合作用时的极限承载力,并在此基础上,推导出抗滑桩合理桩间距计算公式。最后,通过某工程实例对此计算公式进行了验证,结果表明:理论计算与工程实例结果吻合较好,该公式用于抗滑桩工程中计算合理桩间距是可行的;并对比分析了其他现有理论计算结果与实际值存在偏差的原因,进一步验证了双土拱模型的优越性。此外,为探究合理桩间距的影响因素,依次分析了土体抗剪强度指标(内摩擦角及黏聚力)、抗滑桩截面尺寸(正面宽度及侧面宽度)、均布滑坡推力及滑坡推力分布形式(沿桩长方向)等参数对合理桩间距的影响,并综合考虑各参数拟合出合理桩间距的简化计算公式。结果表明:合理桩间距随土体黏聚力、抗滑桩侧面宽度及抗滑桩正面宽度增大近似呈线性增大,随土体内摩擦角增大呈非线性增长且增长速率逐渐增大,而随着滑坡推力的增大,合理桩间距呈现出非线性减小且趋势逐渐减缓。     

大型滑坡桩排推力分担比离心模型试验研究

采用离心模型试验方法,研究直线型滑坡在滑面位置已知而桩排数目及桩排间距不同情况下,各排抗滑桩的推力分配规律,总结出直线型滑面滑坡多排抗滑桩优化设计原则:当各排桩承担滑坡推力较小时,可适当减少抗滑桩桩排数目,充分利用各排桩的抗滑能力;当某排桩承担推力过大时,应考虑调整桩排间距,以使各排桩受力趋于合理。试验研究结果对于抗滑桩的优化设计具有重要意义。     

滑坡体力学特征对抗滑桩作用力分布规律的影响

采用弹塑性有限元方法分析滑坡体弹性模量、重度、抗拉强度对抗滑桩作用力分布规律的影响,结果表明滑体弹性模量增大,抗滑桩所受的滑坡推力和剩余抗滑力幅值增大;随着重度增大,滑坡推力和剩余抗滑力都增大;抗滑桩作用力在岩体被拉裂前随抗拉强度增大而增大。     

洣水河特大桥桩位纵桥向陡坡稳定性及防护措施

修建跨越陡峭山谷的特大桥梁时,桩基往往修筑于陡坡之上,对边坡的稳定性进行深入分析并提出适合的防护措施至关重要。目前在建的炎汝高速公路洣水河特大桥跨越深200多m的峡谷,纵桥向边坡的稳定和变形特性对超高墩桩基影响较大。为保证工程安全,在调查工程场地地形条件、岩层产状等基础上,通过钻芯取样进行岩石力学试验以确定相关计算参数,引入赤平极射投影法对岩体边坡稳定性进行分析,综合工程条件确定抗滑桩的位置,采用滑坡剩余推力法对下滑力进行计算分析。最后,假定桩侧距离临空面距离为2m以内的岩层不提供水平抗力作用,基于弹性地基梁法对桩基内力与位移进行分析,确保了桩基防护措施的有效性。     

埋入式抗滑桩工作机理研究初探

埋入式抗滑桩同时受到滑坡推力和桩前岩土抗力的作用,分析其分布形式主要有矩形、三角形、抛物线形和梯形。当桩间土具备成拱条件时,桩间土会以土拱形式受力,土拱受到滑坡推力作用后,其本身沿滑动面也存在下滑力和抗滑力的作用。     

滑床岩土对预应力锚索抗滑桩工程效果的数值分析

依据预应力锚索抗滑桩的桩土相互作用特征,引入接触单元并编制有限元程序,进而建立了预应力锚索抗滑桩计算模型。针对不同滑床岩土力学性质通过计算分析了抗滑桩锚固段桩体的受力规律,提出:当滑床岩土体力学性质较差时可通过提高桩端与滑床基岩的锚固能力或增加锚固段长度来平衡推力引起的弯矩,对工程具有一定的指导意义。     

基于预应力锚索加固的抗滑桩受力特性研究

首先分析了抗滑桩的设计内容和方法,然后建立有限元模型,对普通抗滑桩和预应力锚索抗滑桩的位移、应力特征进行分析。结果表明：抗滑桩最佳布置位置滑坡推力下反弯点到滑坡出口段;普通抗滑桩桩顶部位水平位移达35cm,锚索抗滑桩在桩深9m处最大位移仅为3mm;锚索抗滑桩竖向位移相当于普通抗滑桩的1/2;锚索抗滑桩在嵌固段的应力小,受力特征较普通抗滑桩合理,在实际工程中具有更好的加固控制效果。     

滑坡体强度参数对双排抗滑桩的影响规律研究

为研究滑坡体强度参数变化对双排抗滑桩位移、内力分布以及前后排桩承担滑坡推力比例的影响，采用三维有限元分析模型，对滑坡体强度参数进行单因素分析。结果表明:改变滑坡体c，φ值对双排抗滑桩桩身弯矩和剪力最大值有影响，而对弯矩和剪力分布影响较小；对桩位移、内力以及前后排桩承担滑坡推力比例，c，φ值较小时，影响越明显，并随着c，φ值的增大，影响逐渐减小，且φ值比c值的影响更明显。     

ANSYS在h形抗滑桩设计中的应用

针对滑坡剩余下滑力较大的特点,设计了h型抗滑桩。基于ANSYS有限元程序,采用BEAM3单元建立数值分析模型,对抗滑桩的受力状态进行数值分析。对抗滑桩的受力边界条件做出了合理假定,计算结果快速、简明地揭示了h型抗滑桩在滑坡剩余下滑推力下的受力特征。h型抗滑桩将作用于主桩的载荷分解、部分传递至横梁与副桩,有效承担了巨大的滑坡剩余下滑力。     

排桩间距对岩堆三排抗滑桩力学特性影响研究

以某铁路工程采用三排抗滑桩治理大型岩堆为例，基于有限元方法，以7组排桩间距为变量，研究分析多排抗滑桩的受力特性。研究发现在不同排间距下，三排抗滑桩的滑坡推力及在岩堆界面的弯矩变化规律，为治理大型岩堆提出了最优排桩间距建议值。     

三峡库区抗滑桩优化设计方法及应用研究

以抗滑桩受力分析为核心,对抗滑桩桩后推力和桩位的确定进行了优化;论文一方面提出计算抗滑桩的设计推力时考虑抗滑桩对桩后岩土体的作用力,另一方面提出设桩处推力差值最小点为抗滑桩的合理位置。再结合工程实例运用优化设计理论,并以治理效果验证了这种优化设计的可靠性。     

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。     

抗滑桩在合福客专兹坞坑滑坡治理中的应用

合肥至福州铁路客运专线DK438+755～+880段,以桥梁跨越兹坞坑滑坡前缘。为确保工程安全,对滑坡采用抗滑桩进行整治。采用传递系数法获得滑坡推力,通过受力分析确定了合理的桩长。目前,抗滑桩已施工完毕。监测结果表明抗滑桩桩顶位移满足规范要求;而滑坡体在雨季保持稳定。事实证明,抗滑桩在合福客专兹坞坑滑坡的治理中安全、可靠。     

斜坡积土双排抗滑桩受力特性及优化设计研究

采用有限元ABAQUS软件对双排抗滑桩进行数值仿真计算,以研究斜坡积土滑坡双排抗滑桩的受力特性,并针对不同滑坡推力、不同桩排距前后桩的受力情况进行重点研究,用以为双排抗滑桩的优化设计提供理论支撑。研究表明随着滑坡推力的增大,前后排桩的最大弯矩及最大剪力均呈近似线性增大,且后排桩的增长速率更大,所承担的推力分配也更大。桩排距的增大在后排桩的弯矩及前排桩的剪力更为敏感,且桩排距增大到一定程度土拱效应消失,双排桩即弱化为单排桩。该研究结论应用于湖南龙永高速公路某滑坡,取得了良好的应用效果。     

桩截面尺寸对岩堆三排桩力学特性的影响研究

以某铁路工程采用三排抗滑桩治理大型岩堆为例，基于有限元软件，以抗滑桩截面尺寸为变量，研究了多排抗滑桩的受力特性。发现了三排抗滑桩的弯矩分配规律和滑坡推力分配比值，并对抗滑桩顶水平位移进行了研究。结果表明:采用三排抗滑桩治理大型岩坡，其桩截面尺寸1.50 m×2.50 m与2.00 m×2.75 m为最优；在优化设计中，应适当增加第二排抗滑桩的锚固长度。     

埋入式抗滑桩在奉云高速分界梁滑坡中的应用

重庆奉云高速分界梁滑坡体厚度达到35m,如果采用全长抗滑桩支挡,桩总长可达50m左右,弯矩和截面都非常大。采用埋入式抗滑桩后桩的长度、截面尺寸、钢筋用量都大大减小,和全长桩相比节省投资1/3左右。本文介绍了该滑坡采用埋入式抗滑桩的设计计算方法。首先采用有限元强度折减法算出不同桩长时的稳定安全系数,并以设置埋入式抗滑桩后的稳定安全系数达到规范要求的稳定安全系数为原则。当设桩后的稳定安全系数达到规范要求时,此时的桩长即为合理桩长。工程现场监测数据表明,该滑坡采用埋入式抗滑桩加固后滑坡深部位移和抗滑桩受拉钢筋应力均较小,表明该滑坡治理是成功的,另一方面也表明采用有限元强度折减法进行埋入式抗滑桩的长度设计是可行的,可供类似工程参考。