“人”字形微型桩体系内力计算方法比较研究

研究目的:工程上一般将顶部连接的微型桩抗滑结构体系简化为单桩受推力作用模型,以计算荷载在滑面处产生的内力,没有将其按照体系结构考虑。本文将"人"字形微型桩体系滑面以上部分分别简化为独立单桩模型、顶部铰接刚架结构模型和顶部固定连接刚架结构模型,在滑坡推力为矩形分布条件下,推导滑面处内力的计算公式并进行对比研究。研究结论:(1)简化为独立单桩模型的计算公式同刚架结构模型计算公式比较,存在较大差异;(2)按照刚架结构模型计算,滑面处弯矩和剪力均显著减小,轴向力增大,表明简化模型计算方法不适用于微型桩体系内力计算,该简化模型计算结果对微型桩体系的桩体抗拔力考虑不足,计算也表明刚架结构的顶部连接方式对计算结果影响相对较小;(3)本研究成果可供类似抗滑结构体系设计时参考和借鉴。     

微型桩抗滑复合结构设计理论探讨

研究目的:通过对微型桩组合结构的理论探讨,提出相应的计算公式,以此合理确定组合桩的间距;组合桩上的桩前抗力和桩后滑坡推力,为微型桩组合结构设计提供依据.研究结论:通过研究,微型桩设计可遵循以下几点:桩间距可按微型桩等效直径的2.5～3.5倍考虑;可借用滑坡分析的计算方法来计算桩上的滑坡推力,计算模式可简化为滑面以上受推力或土压力作用的刚性顶板的多柱框架,滑面以下为了简化计算按固定端考虑;滑面微型桩加固后总的抗剪强度为滑面抗剪强度加桩的抗剪力.     

黄土滑坡最不利滑面综合分析方法

研究目的：在滑坡稳定性计算中，滑面位置的选择对计算结果有着重要的影响，而黄土滑坡因受含水率影响较大，常常存在多重滑面，本文研究目的就是确定最不利滑面的位置。研究方法：以宝中线某高路堤黄土滑坡为例，探讨了综合考虑液性指数、塑性指数、含水率、新老土层接合面和坡面开裂及鼓出控制点等多种因素综合确定滑动面的方法。根据地质钻探获得的数据，通过不同的组合方式形成一系列的折线滑面，依据坡面开裂及鼓出控制点确定各组圆弧滑面，从单因素分析到多因素综合，从而找出最不利滑面。研究结论：根据最不利滑面计算的滑坡推力及据此做出的抗滑桩设计应用于工程实践的结果，表明了该方法的可行性，它适用于已有一定微量蠕动和变形，而又尚未发生明显整体位移，且又无法通过复杂表象确定滑动面位置的均质土体滑坡。     

双排抗滑桩滑坡推力计算方法研究

抗滑桩具有广泛的适用性,较强的抗滑能力,在各工程领域得到普遍应用。但对于滑坡推力在两排桩之间如何分配,相关的研究还比较少。对双排桩滑坡推力计算方法原理和力学模型进行研究,分析以传递系数法为基础的双排抗滑桩滑坡推力计算方法,推导出双排桩滑坡推力荷载的计算公式。     

抗滑桩桩后滑坡推力分布形式研究

研究目的:滑坡推力大小及分布形式是抗滑桩结构设计的主要依据,直接影响着桩体结构的内力及大小,而目前关于滑坡推力分布模式的选择分歧很大。为合理分析抗滑桩推力分布及桩体内力,本文以杭长铁路古木冲桥段边坡为例,采用改进的条分法理论计算、室内模型试验及数值模拟三种方法来研究抗滑桩桩后滑坡推力的分布形式,以便更好地优化抗滑桩设计。研究结论:(1)引入弹性模量弱化系数与黏聚力弱化系数对力学参数进行弱化处理,采用双向两次条分的改进条分法计算桩后滑坡推力,考虑了滑体分层的岩性差异,结果更接近实际;(2)室内相似模型试验、数值模拟得到的滑坡推力和改进条分法计算的滑坡推力规律接近:随着埋深的增加,桩后滑坡推力不断增大,滑坡推力分布形式整体呈折线状,桩顶至埋深1/2段呈近似三角形分布,埋深1/2至埋深2/3段呈近似矩形分布,埋深2/3至滑面处呈梯形分布,最大推力位于滑面处;(3)本研究结论可供边坡工程抗滑桩设计参考。     

微型桩-锚索系统加固边坡影响因素分析

研究目的:用微型桩加固边坡时,由于微型桩截面较小,所以难以进行大型边坡的加固。为了解决微型桩承载力低的问题,本文将微型桩与预应力锚索相结合,提出一种微型桩-锚索复合系统,结合工程实例研究微型桩-锚索系统加固边坡的效果,并对影响微型桩-锚索系统加固边坡稳定性的主要因素进行分析。研究结论:(1)微型桩-锚索系统可以明显提高加固边坡的稳定性,当锚索预应力约为400 kN时,复合系统的加固效果最好;(2)在微型桩-锚索系统中不同排微型桩受力具有不均匀性,作用在各排微型桩上的推力大小具有以下关系:反坡桩竖直桩顺坡桩;(3)当微型桩与竖向夹角为25°左右,预应力锚索与水平向夹角为14°左右时,微型桩-锚索复合系统加固边坡的效果最优;(4)实际工程中,建议将微型桩与预应力锚索之间接头部位进行焊接,并采用细石混凝土等进行封锚,可以保证二者协同受力;(5)本研究成果可为微型桩-锚索系统在山区边坡(滑坡)加固工程中的应用提供理论指导。     

双排桩治理大型多滑动面滑坡的振动台试验

研究目的:随着国内高速公路、铁路及民航等工程建设步伐的不断加快,在我国西部高烈度地震区出现了很多推力巨大的工程滑坡,往往具有多层、多级的显著特征,双排抗滑桩是治理该类大型滑坡的有效措施。结合青海玉树机场路滑坡、四川攀枝花机场滑坡等典型实例,采用大型振动台模型试验,分X、Z和XZ三类加载工况研究双排抗滑桩治理大型多滑动面滑坡的动力响应和坡体变形破坏特征。研究结论:(1)试验表明双排桩治理大型多滑动面滑坡的效果明显,体现了"大震不倒"的设计理念;(2)试验过程中,坡体整体变形以拉剪破坏为主,坡体后部平台以震陷为主,滑体分层前倾,接触面效应明显,滑面逐步向深层发展,模型箱两侧加持作用显著;(3)测试数据分析表明,前、后排桩荷载分担不均,后排桩承担大部分滑坡推力(主要来源于深层滑体的滑坡推力),前排桩承担滑坡推力比例较小;(4)本项研究对双排桩的动力学性能分析有着理论和实际意义。     

FLAC~（3D）在滑坡稳定性分析及整治工程中的应用

基于滑坡的工程实际,运用FLAC3D有限差分数值计算软件对滑坡进行了数值仿真模拟,获得滑坡工程分析中需要的两个关键指标：稳定系数和最危险滑面位置。然后计算了不同工况条件下滑坡剩余下滑推力,以指导滑坡的防治工程设计。对滑坡整治提出单排抗滑桩治理方案,量化比较加固前后滑坡的变化以及抗滑结构受力情况等后,说明加固方案是可行的。     

5．12地震后汶川县城某滑坡稳定性及防治措施研究

拟研究滑坡为一大型土质推移式滑坡,滑体和滑面（滑带）的物质成分为黏质粉土夹碎石、角砾,滑床的物质成分为全强风化千枚岩,滑坡区发育有前缘隆起带、斜坡变形区及中部强变形区三个变形区,由于人工灌溉水和雨水渗入土体导致滑坡蠕滑变形破坏。采用基于Janbu法的GEO—SLOPE软件及极限平衡法计算分析滑坡稳定性,分析结果显示,滑坡整体失稳破坏的可能性不大,只是局部土体有较大变形,暴雨对滑坡的稳定性影响较大,地震影响较小。拟采用格构锚索和桩锚两种主体工程对滑坡进行治理,利用有限元数值模拟计算分析滑坡在采用主体防治措施前后滑坡的位移,分析结果显示,格构锚索防治工程效果优于桩锚工程。     

多排微型桩边坡加固的效果分析

微型桩因放坡空间小、侧向刚度大等特点被广泛应用在边坡治理中。本文运用ABAQUS软件模拟多排微型桩,分析土层条件以及桩排数对微型桩加固效果的影响。研究结果表明:微型桩在滑坡推力的作用下其主要破坏模式是抗弯破坏,最大剪力发生在滑面附近,滑面处第1、第2、第3排桩最大剪力比值约为1∶(0. 64～0. 88)∶(0. 48～0. 75);边坡滑体岩土强度越高,微型桩群与桩间土体整体移动趋势越强,各排桩之间位移差距越小;在软弱地层条件下仅设置竖向排桩加固效果不明显,未能较好地发挥其抗滑作用。     

基于创新方法的林织铁路滑坡路堑加固结构研究

林织铁路K52滑坡为巨型滑坡,铁路以路堑形式通过滑坡体中部,从而导致滑坡下滑力巨大,最大达到4 200 k N/m,且滑体以下地基岩层较差,为泥质页岩夹碳质页岩,支挡加固十分困难,选择经济合理的支挡加固措施对控制工程投资及施工工期具有重要意义。通过应用创新理论和创新方法来进行加固结构选择分析,分析得出:(1)路堑处两侧加固桩是该系统的冲突区域;(2)系统问题的根本为滑坡路堑上方侧加固桩悬臂高抵抗滑坡推力能力受限,路堑下方侧加固桩不能抵抗滑坡推力;(3)框架式加固桩结构是目前技术条件下该滑坡路堑较好的加固结构形式。     

微型桩在路堑边坡加固中的应用及机理分析

研究目的:传统抗滑桩采用人工挖孔施工,工期长并且混凝土圬工量大,难以用于路堑边坡快速加固,为此采用钻孔微型桩对广(元)~巴(中)高速公路K51路堑边坡病害进行治理,本文介绍微型桩加固工程概况及设计参数,并采用数值分析手段对带承台微型抗滑桩加固单元的加固机理进行分析。研究结论:(1)作用在微型抗滑桩上的推力近似呈三角形分布,并且微型抗滑桩加固单元内各排桩受力具有不均匀性;(2)侧向挤压作用下各排桩的受力机制差别不大,剪力和弯矩峰值随边界位移不同位置略有差异,模型试验与计算结果均表明,微型抗滑桩加固边坡的破坏模式为沿潜在滑面所产生的整体滑移;(3)承载力分析结果表明,微型抗滑桩加固单元的极限抗滑力大于设计下滑力,表明K51工点边坡选用微型抗滑桩加固方案代替原重力式挡墙是可行的,能够确保被加固边坡的安全;(4)该研究成果可为微型桩在山区边坡(滑坡)加固中的工程应用提供理论指导。     

非圆弧滑面滑坡中满足平衡条件的预应力锚索设计拉力的确定方法

近20年来预应力锚索广泛用于加固滑坡或高边坡,但在以往的设计计算中,为简化起见,对非圆弧滑坡预应力锚索的设计一般采用指定设计外力而根据力的投影来确定锚索根数,并认为锚索作用力以集中荷载作用在滑面上。实际上,由于作用在地面的荷载经滑体传递后发生了很大的扩散作用,不满足力及力矩的平衡条件,其公式具有一定的缺陷,因而不尽合理,甚至由于锚设置不当造成其超载受荷而发生破坏,引起严重后果。本文根据其受力特点采用Morgenstern-Price法的基本假定从平衡条件出发,导出了确定锚索设计外力的迭代算法公式,对工程实际具有较大的理论意义。     

某高速公路预应力锚索桩板墙分工况动态设计

结合施工工序对一个已实施的路堤式预应力锚索桩板墙进行分析,提出了分工况进行动态设计的计算方法。分析计算过程中将桩作为刚性桩考虑,锚索拉力视为施加在桩上的外力,结构承受的土侧压力取1.4倍库伦主动土压力与滑坡推力两者中的大值。经分析证明锚索并不是作用在桩头为最佳,最不利工况也并不一定出现在最终工况。     

预应力锚索对微型桩结构抗滑性能影响的试验研究

在传统微型桩顶部联系梁上加设斜向预应力锚索,构成新型复合挡锚结构的锚索微型桩。采用分级加载方式进行双排传统微型桩和锚索微型桩加固土质边坡的室内模型试验,并结合相同条件的FLAC3D数值计算,对比分析锚索微型桩和传统微型桩以及采用两者加固后边坡的变形和受力特征,进而探讨锚索微型桩的抗滑机理。结果表明:相比传统微型桩,经锚索微型桩加固后边坡的变形和联系梁的位移明显减小;锚索微型桩周围产生应力集中区,形成结构—土体的复合骨架体系,阻滞了致滑应力和变形沿滑坡方向的传递;预应力锚索有效增强了微型桩结构的侧向刚度,结构侧向倾斜变形减小;微型桩的内力和外力分布趋于均匀,有利于及时和充分地发挥桩体的力学性能;随着堆载的逐级增加,微型桩结构的变形过程分为小变形、大变形和极限破坏3个阶段,对应的桩—锚荷载分担比呈先增大、后减小和再增大的变化规律,极限破坏阶段的分担比稳定在1.3~1.5之间。     

不同地层和滑坡推力分布对微型桩受力影响分析

针对"八"字形顶板连接微型桩组合结构,采用有限元方法研究不同地层组合条件下微型桩组合支护体系加固分级开挖边坡的地震动力特性。研究结果表明:最不利情况下,静力开挖作用与地震作用微型桩组合结构的变形方式均呈现出整体向山体外侧弯曲的趋势,且地震作用下微型桩轴力值较大;滑床岩体性质越好,微型桩所受轴力越小;在滑坡推力作用下,微型桩轴力极值基本都出现在靠山体侧微型桩上,实际工程中可根据靠山体侧桩受力进行设计;对于具有同一地层组合结构的边坡,不同滑坡推力分布形式下微型桩轴力大小排序为:滑坡推力均匀分布梯形分布三角形分布。     

双滑面滑坡双排抗滑桩设计

大型滑坡抗滑桩设计中,桩位、桩排数对抗滑桩尺寸及方案的经济合理性等影响很大,通过对某滑坡滑动面特征的分析,确定了反算双层滑面力学参数的方法。通过研究剩余下滑力分布规律,确定了抗滑桩的设置方案。采用单排抗滑桩、双排抗滑桩分别进行滑坡治理方案设计,将减小上下排桩剩余下滑力差值作为双排桩方案的优化目标,并进行了技术经济比选。单排桩方案:因剩余下滑力较大,使得设计桩径很大,桩间距过密。双排桩方案:可使下排桩剩余下滑力减小50%,且桩顶高程不受上层滑面的控制,总圬工量小于单排桩方案。     

弧形排桩—连系梁抗滑结构加固隧道口滑坡应用研究及优化设计

因隧道洞口所在坡体产生滑坡,导致隧道洞口附近衬砌发生变形破坏。为控制隧道衬砌变形破坏,采取增加型钢,加强隧道衬砌的补救措施。但在滑坡推力作用下,型钢发生不同程度的变形破坏,故此,单独加固隧道衬砌并不能有效控制隧道变形。拟采用抗滑桩加固隧道所在滑坡体,通过增加抗滑力控制隧道变形。因单桩抗滑能力有限,为保证提供足够的抗滑力,需要加大桩身截面尺寸,增加桩长,甚至增加桩数减小桩间距及增加排数,如此,会增加施工难度,提高工程造价;而通过在桩顶设置连系梁,使各桩联合作业形成整体,可提高抗滑能力。该库岸滑坡坡面与水面交界处成弧形分布,依据坡面地形将抗滑桩按弧形布置,桩顶设置弧形连系梁,并在连系梁两端设置高强度抗力桩限制其端部位移。通过具体工程实例计算分析,比较连系梁刚度对抗滑结构内力分布的影响规律及加固效果。     

深部位移监测在东西高速滑坡处治中的应用

研究目的:阿尔及利亚东西高速M3标段,个别滑坡滑面及滑床为碎块石,单纯通过钻孔岩芯鉴定无法准确确定滑面,而滑面判定不准,不是造成浪费,就是造成工程失败.研究结论:(1)老滑坡体的存在、相对疏松的岩土结构是滑坡产生的前提;持续降雨入渗软化滑带土,增加土体重度;土方开挖形成高边坡且没设置恰当的支挡防护工程,从而导致岩土体自坡面剪出形成滑坡.(2)深部变形监测定量验证了该滑坡发生了多期活动,存在多层滑带土的特点,浅层滑面距离地表6.5 ～20.5 m,深层滑面距离地表15.5～31 m,滑面最大累计位移13 mm,滑面处最大变形速率0.42 mm/d.(3)深部变形监测对于投资受到限制、地质地层情况复杂、钻探工作难以准确界定滑面层位等情况特别适用,辅助勘察设计与后评价工作.     

预应力锚索抗滑桩工程中锚索拉力实测与分析

为研究分析锚索桩的力学性状,对深圳市黄贝岭滑坡治理的锚索桩进行了长期的原型测试。由测试结果分析得出:锚索拉力随时间的变化可分为三个阶段,即锚索拉力迅速减小阶段、锚索拉力缓慢变化阶段和锚索拉力的稳定阶段,锚索拉力缓慢变化阶段中锚索拉力的增大或减小取决于预应力长期损失和滑坡推力之间作用的结果;抗滑桩的作用过程可划分为三个状态,即锚索的张拉锁定状态(状态Ⅰ)、最大滑坡推力作用状态(状态Ⅱ)和设计所允许的状态(状态Ⅲ)。锚索桩的整个作用过程就是由状态Ⅰ,经过状态Ⅱ,逐渐向状态Ⅲ发展。设计锚索、桩、桩锚共同作用的结构安全度应该相互匹配,协调一致,使锚索桩的作用发挥最大效果。