双排式钻孔抗滑桩设计及计算方法研究

双排抗滑桩已经在滑坡治理中使用,但其计算理论还缺乏共识。双排式钻孔抗滑桩主要承受滑坡推力,可认为桩的竖向变形为零,基于桥梁多排桩基桩内力和位移计算理论,可将位移法三元一次方程组简化为二元一次方程组,刚度系数由9个减少到4个,以简化求解桩身内力和位移分布。基于桥梁桩基承台计算理论并结合工程实例,建立双排式钻孔抗滑桩连梁刚接时连梁高度的近似计算公式,并建议计算连梁高度时乘以0.7~0.9的折减系数。应用于工程实践发现:在滑坡推力较大时,采用双排式钻孔抗滑桩比单排桩施工进度快、安全性好及造价低;方法与刚架模型计算方法相比,发现刚架模型的计算结果偏于保守,不同的桩底支承条件时计算结果相差较大,使用时当嵌固段岩石完整坚硬且嵌入较深时,建议按固定支承处理,当嵌固段岩石完整但嵌入不深或者嵌入较深但岩石风化破碎严重时,建议按铰支承处理。     

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。     

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。     

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。     

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。     

全埋式双排抗滑桩的受力分布

目前，双排桩在滑坡治理当中已有采用，但对于滑坡推力在不同桩排如何分配、不同桩排的抗滑桩之间的相互影响等问题，国内外学术界没有较系统的相关研究，在设计计算中，一般采取一些缺乏试验验证的假定（如假定前排桩承担的滑坡推力与它的承受水平荷载的能力相当），而且对桩排间的相互影响很少予以考虑。本文结合笔者所进行的全埋式双排桩大型室内模型试验，探讨了不同布置形式（正对形布置或梅花形布置）时，滑坡推力在多排桩（两排及其以上抗滑桩）不同桩排的分配、桩身受力分布形式及桩排间的相互作用等问题。     

双排抗滑桩变形与受力的滑坡参数敏感性分析

采用弹塑性有限元计算方法,对堆积体滑坡中双排抗滑桩及其周围土体的受力及变形进行计算,对桩顶位移、桩身最大剪力、弯矩与滑体及滑床强度参数c,φ值的相互关系进行了参数敏感性分析。结果表明:双排抗滑桩的变形与受力,受滑体黏聚力的影响大,受其内摩擦角的影响小,而滑床的参数变化对双排桩的影响更小。     

门式双排抗滑桩设计计算方法及工程应用研究

门式双排抗滑桩是一种较为新型的支护结构,首先考虑前、后桩及连系梁作用,推导了滑坡推力作用下双排抗滑桩桩间土压力计算公式;然后,针对门式双排抗滑桩受力特点,将抗滑桩划分为受荷段与嵌固端,采用工程中常用的地基系数“m-k”法推导了各特征段的微分方程,在此基础上,根据前、后桩及连系梁的边界条件,利用有限差分方法对微分方程求解,建立了门式双排抗滑桩内力及位移计算方法.工程实例分析验证了该方法的可行性,可为类似工程设计提供参考.     

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。     

双排抗滑桩土拱效应影响因素的数值分析

由于目前对双排桩土拱效应的研究还处于起步阶段,该文采用FLAC3D软件对双排桩土拱效应进行研究。分析双排桩土拱的形成和发育机理,并采用单因素变化法研究了不同影响因素(如滑坡推力、土体性质、桩间距等)对双排桩土拱效应的影响。研究结果表明:在滑坡推力作用下,双排桩会先在后排桩形成土拱效应,然后逐渐传递到前排桩,形成多层土拱效应;不同的影响因素对土拱效应影响性质不同,如:黏聚力、内摩擦角和相对弹性模量对土拱效应起正相关,桩间距、泊松比等起负相关;剪胀角对土拱效应的影响不太明显。     

变刚度抗滑桩性状研究

边坡中各处的滑坡体厚度、滑坡推力、地层抗力等不同,则各处抗滑桩的设置也应有所不同,即应采用变刚度布桩。变刚度抗滑桩有竖向上桩身刚度不一致、横向上桩间距不一致、纵向上桩排距不一致及各桩截面大小不一致四种类型。为模拟滑体的厚度和滑坡推力在横向上分布的不均匀性,建立了抗滑桩加固边坡的三维模型,在模型的左右两侧设置竖立的薄层岩壁,并对设置岩壁边界与未设置岩壁边界的情形进行了比较,发现设置岩壁边界后,滑坡在横向上呈不均匀分布,与实际情况接近。研究了变刚度抗滑桩在桩横向变形、桩弯矩等方面的特性,并与等刚度抗滑桩进行了比较,显示了变刚度抗滑桩加固边坡的优越性。     

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。     

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。     

宜昌紫云地方铁路万福垴滑坡原因及其治理措施研究

介绍了宜昌紫云地方铁路万福垴滑坡的概况、地形地貌和空间形态,分析了滑坡的物质组成、产生原因和发展趋势,并进行了稳定性验算和滑坡推力计算,最后提出采用坡面排水和门架式双排桩支挡的治理措施,事实证明效果显著。     

沉埋式双排抗滑桩受力及沉埋深度有限元分析

基于堆积体滑坡中双排抗滑桩,采用二维PLAXIS程序建立有限元模型,分析前、后排桩的受力及滑体内塑性区发展随沉埋深度的变化规律。结果表明:当后排桩沉埋比例ζ＜0.4时,既可充分利用桩顶土体自身强度,减少桩长、降低桩身内力、减少桩的配筋量及混凝土用量,又能保证桩顶滑坡体稳定。     

水利工程中双排钢板桩支护结构性状研究

某水闸基坑工程中采用带拉杆的双排钢板桩结构解决单排钢板桩支护位移过大问题。运用有限元软件模拟排间距及被动区土体加固长度对支护结构及周边管道位移的影响,结果表明,双排钢板桩支护结构前、后排桩及桩间管道水平位移均随排间距的增大而减小,桩间管道竖向位移随排间距的增大先增大、后减小,竖向位移最大时对应的排间距与桩间土体破坏面宽度有关。支护结构及管道位移均随土体加固长度的增大而减小。通过设置合适的排间距及土体加固长度,基坑开挖变形满足规范要求并可限制桩间管道位移,供类似工程设计参考。     

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。     

推移式滑坡与锚拉桩相互作用的数值模拟研究

运用FLAC3D建立了考虑锚拉桩实际施工工况及受力特点的推移式滑坡数值概化模型。通过控制滑体后缘的位移边界条件来模拟推移式滑坡变形由后向前传递的过程，进行了抗滑桩桩土相互作用全过程分析。结果表明:在巨大的锚索初始预应力作用下，桩向坡体内侧挠曲变形，同时也产生了数量可观的反向弯矩，这在锚拉桩的设计计算中是不可忽视的；锚索的初始张拉力、锚索刚度的增大都会使滑坡推力的作用点增高。