桩锚支护体系竖向土拱效应分析与桩后土压力计算

针对桩锚支护桩后竖向土拱效应, 利用土拱力学平衡条件分析了土拱的形成机理、几何特性与其对土体应力分布的影响。采用室内模型试验, 监测得到不同阶段下土体的应力场分布, 通过与现场监测数据和经典理论计算值的比较, 验证竖向土拱的存在。基于竖向土拱效应, 采用斜土层单元法, 推导了桩后土体应力分布表达式, 并与经典理论计算值和模型试验数据进行了对比分析。
研究结果表明: 土体自重应力曲线在2层锚杆间发生衰减, 桩侧土压力在锚杆支点处出现相对峰值, 锚杆上部形成了竖向土拱, 对土体应力重分布影响显著。采用考虑竖向土拱效应的斜土层单元法得到的土压力分布规律与室内试验结果一致, 2条曲线同深度处桩侧土压力最大差值不超过15%, 表明利用该方法计算出的土压力具有较高的准确性。