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。     

埋入式抗滑桩优化设计的数值模拟分析

埋入式抗滑桩的优化设计需要考虑各类工况,譬如桩长及桩位的变化、桩截面的改变等。鉴于各种工况下模型改变不大,只需考虑抗滑桩的变化,因此有必要采用数值模拟分析方法,一则可以减少分析的工作量,一次性得到各类工况的模拟结果;另则便于根据需要灵活调整工况组合,进行对比分析。文章以重庆市武隆滑坡典型剖面的数值模拟分析为例,计算了四种桩长的工况,并与原设计方案进行对比,提出了优化设计的建议。     

埋人式抗滑桩优化设计的数值模拟分析

埋入式抗滑桩的优化设计需要考虑各类工况,譬如桩长及桩位的变化、桩截面的改变等。鉴于各种工况下模型改变不大,只需考虑抗滑桩的变化,因此有必要采用数值模拟分析方法,一则可以减少分析的工作量,一次性得到各类工况的模拟结果;另则便于根据需要灵活调整工况组合,进行对比分析。文章以重庆市武隆滑坡典型剖面的数值模拟分析为例,计算了四种桩长的工况,并与原设计方案进行对比,提出了优化设计的建议。     

抗滑桩桩位对边坡稳定性影响的有限元强度折减分析

采用有限元强度折减法对单排桩抗滑桩在不同设桩位置加固滑坡进行数值模拟,研究发现不同的桩位影响滑坡的稳定安全系数、滑动面的位置和形状。桩位不同决定了是桩后土体还是桩前土体滑落。桩位选择的一个重要原则是加固后滑坡体的稳定安全系数必须大于设计要求的安全系数,否则就会出现桩端越顶破坏或桩前土体滑落。     

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.     

基于遗传支持向量机的埋入式抗滑桩治理方案优化

文章将遗传算法与支持向量机相结合,提出了一种埋入式抗滑桩治理方案优化的新方法。通过有限元强度折减法对不同治理方案的分析,得到治理后滑坡的安全系数和桩体的受力情况,从而构造出一定数量的学习样本,并以此建立治理方案和治理后的滑坡稳定性以及桩体所受的推力之间的非线性映射关系。利用遗传算法,通过全局寻优快速地搜索出最优的治理方案。通过工程实例的分析表明,这一方法能较准确地找到埋入式抗滑桩治理的最优方案,为工程设计提供依据。     

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。     

基于FLAC3D的埋入式抗滑桩桩间距优化方法研究

目前抗滑桩已广泛应用于滑坡灾害治理工程中，其中埋入式抗滑桩具有节省圬工，不影响生态环境的优势。针对贵州某堆积体滑坡治理工程，在前人研究成果基础上，以FLAC3D软件为平台，采用虚拟模型，分析同种工况下FLAC3D与常规理论计算滑坡稳定性的差异，并在合理的滑坡位置布设埋入式抗滑桩，分别采用solid单元与pile单元模拟不同桩间距条件下抗滑桩的抗滑效果。经分析，桩间距为2.5~3.5倍桩宽时抗滑效果最佳。     

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。     

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。     

桩墙联合支挡结构体系参数分析与优化设计

抗滑桩和挡土墙这两种支挡结构物在滑坡地质灾害治理中均有广泛的运用,桩墙联合支挡结构兼具了两者的优势和特点。本文结合工程实例,对抗滑桩桩长、嵌固长度和弹性模量等3个影响桩墙联合支挡结构受力性能的重要因素展开讨论。通过对比分析可知,桩长为坡脚处至基岩表面深度处距离的两倍左右为宜,较大的锚固长度和弹性模量能有效减小抗滑桩自由段的水平位移,但出于经济性的角度考虑,在能满足整个支挡结构稳定的前提下,选择较低弹性模量的抗滑桩更有利于节省经济。     

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。     

高速公路路堑高边坡稳定性分析及支护措施研究

以杭绍台高速K129+320～K129+525段路堑高边坡为研究对象,在对其水文地质资料充分研究的基础上,利用有限元软件ABAQUS分别建立了天然和暴雨两种工况下的有限元模型。基于强度折减法,采用位移/流体单元对该路堑高边坡进行稳定性分析,结果表明边坡在天然工况状态下稳定性较好,但在暴雨工况下存在较大安全隐患。结合工程实际情况,提出采用抗滑桩加固的方案进行治理,利用ABAQUS有限元软件,基于稳定系数、位移塑性区、位移等设计参数分别对抗滑桩的桩位、桩长和桩间距等关键因素进行研究,提出了抗滑桩最优的解决方案。     

基于有限元强度折减法的某尾矿库库区边坡稳定性分析

采用有限元强度折减法对福建省某铅锌尾矿库的库区边坡稳定性进行数值模拟,获得了该尾矿库库区边坡的位移、应力及剪应变分布云图,并确定了滑坡位置及范围。分析结果显示该尾矿库库区边坡折减系数为1.35时,处于稳定状态;折减系数为1.88时,尾矿库库区局部山体会发生滑坡。模拟结果表明,有限元强度折减法不仅能够准确地自动找到最危险滑动面,模拟出滑动面的形态,并且能够得出基于该滑动面的稳定系数,简化了对尾矿库的定性分析,对尾矿库的选址具有一定的指导作用。     

乌溪江大桥拱座基础加固

乌溪江大桥主桥为260m的上承式钢管混凝土拱桥,3号拱座位于陡坡上,基岩为中风化花岗岩,节理发育,对基础边坡稳定产生不利影响。通过有限元强度折减法从理论上探讨采用锚筋桩加固拱座基础方案的可行性。研究结果表明:采用锚筋桩加固后能大幅度提高边坡的整体稳定安全系数。为确保工程安全,实际施工中采用了锚筋桩与基底压浆、锚索组合形式对拱座基础进行加固处理。实践表明,加固效果明显,可为类似桥梁基础加固提供参考。     

预应力锚索抗滑桩在滑坡治理中的设计与应用

根据滑坡治理工程实例,对抗滑桩桩顶施加预应力锚索进行受力分析和经济性比较,提出在抗滑桩桩顶施加适当的预应力锚索,可有效改善抗滑桩的受力状态、减少抗滑桩截面面积和钢筋用量,进而节约工程造价。     

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。     

H型抗滑桩加固膨胀土滑坡的有限元分析及优化设计

基于西南山区某膨胀土滑坡整治工程,采用非线性有限元方法,分析了全埋式H型抗滑桩加固膨胀土边坡的有效性及其与膨胀土边坡相互作用时的受力特性,并提出了优化设计方案。研究结果表明:全埋式H型抗滑桩能有效遏制膨胀土滑坡的塑性区发展及边坡的滑移;桩排距不应小于4.0 m,桩列距取4.5~5.0 m为宜。     

昔格达地层滑坡抗滑桩加固离心模型试验研究

由于昔格达地层具有特殊的工程地质性质,西攀高速公路通过昔格达地层时形成较多的昔格达地层滑坡。对滑坡的处治主要采用抗滑桩进行支挡。抗滑桩的设计理念是采用非连续结构,利用土体自身强度形成的拱效应来达到支挡的目的,设计时应进行桩截面尺寸及桩间距的优化,最大限度地利用桩间土体的成拱能力。通过离心模型试验,对抗滑桩加固昔格达地层滑坡形成土拱效应的现象进行研究,再现了桩间土拱形成的现象。试验表明,试验条件下的合理桩间净距约为4 m。采用对比试验方法,研究桩宽度对形成土拱及破坏荷载下拱脚稳定性的影响,发现桩宽度大小对桩间土拱的形状没有太大影响,但在破坏荷载下对拱脚的稳定性有较大影响。因此,在满足同样稳定性要求的前提下,采用较大的桩宽度可以适当地增加桩间净距的大小。     

抗滑桩加固边坡优化探讨

利用FLAC3D的内置fish语言结合其SLOPE组件基于强度折减法对其进行了二次开发,编制了抗滑桩边坡安全系数计算程序。通过典型算例与传统极限平衡法和有限元强度折减法计算的安全系数对比并分析,验证了该法的可靠性。建议单排抗滑桩的布置主要考虑两点:①抗滑桩宜设于边坡坡脚或坡脚至边坡中下部范围;②桩距一般为2.5倍桩径。