微型桩加固土质边坡极限抗力分析方法

为了给微型桩加固土质边坡的工程设计和安全评价提供参考,针对工程中常见的黄土、冰碛土和风化页岩进行单根微型桩在横向滑体变形作用下的承载力特性试验。采用数值模拟方法,考虑桩-土接触作用和岩土的非线性行为,建立微型桩加固土质边坡时极限抗力的分析模型,以桩截面极限弯矩和桩身最大水平位移为控制条件,提出确定微型桩加固土质边坡极限抗力的分析方法,并将分析结果与试验结果进行对比。分析微型桩加固土质边坡时的变形机制、破坏模式以及分别加固黄土、冰碛土和风化页岩时的极限抗力。研究结果表明：所建立的微型桩极限抗力分析模型在确定微型桩加固土质边坡极限抗力时具有较高的精度,直径115 mm微型桩在厚度为60 cm的滑体横向变形作用下的极限抗力约为10～20 kN,微型桩的极限抗力受到岩土类型影响,边坡岩土强度较高时微型桩的极限抗力更大;微型桩加固土质边坡时的破坏模式为弯曲破坏,主要由于微型桩截面弯矩超限所导致,桩身破坏部位在滑面以下约4倍桩直径的深度位置;滑体横向变形作用下微型桩顶水平位移在开始阶段呈线性增加,随着滑体位移量逐渐增大,微型桩顶部与桩后岩土之间产生了脱空现象。     

微型桩群-锚索地梁体系加固斜坡路基的原位试验研究

对微型桩群与锚索地梁加固堆积层滑坡的加固效果和桩群的受力特征进行了原位监测试验研究。试验过程中采集了桩侧土压力、桩身弯曲应力、锚索预应力以及坡体深孔位移,分析了微型桩的受力、桩侧土压力的分布特征,并根据锚索预应力的长期损失规律和典型位置的时间—位移曲线,评价了加固效果。试验结果表明,轻型支挡综合处治措施完工后,预应力损失量及坡体变形速率呈收敛态势;桩群内部各排桩侧土压力值的增减存在一致性,体现出微型桩群的整体抗滑机制。监测结论对于类似边坡工程加固方案设计具有参考意义。     

微型桩-香根草协同护坡试验与计算研究

单一的香根草护坡或微型桩护坡在边坡加固与防护工程中均得到了广泛应用，但针对两者协同护坡的研究和相关工程应用相对较少。边坡安全系数作为评判边坡稳定性的重要依据之一，其计算分析结果的准确程度高，可提升滑坡灾害的预测水平，从而降低损失。通过室外大比例尺模型试验，采用坡顶分级堆载对植被与微型桩协同护坡的效果进行试验，并对采用多种理论与数值方法求得的边坡安全系数进行了比较，分析了香根草及微型桩对边坡安全系数的影响。试验与计算结果表明：采用三维有限元分析得到的安全系数略高于二维有限元分析；相比于素土边坡，微型桩-香根草协同护坡能极大地提高边坡安全系数，有效提高坡体稳定性，而且能够提高边坡承受荷载能力，研究结果可为生态防护与工程加固措施协同护坡工程设计提供理论依据。     

基于极限抗力的微型单桩加固边坡承载失效模式研究

基于混凝土管桩推导了微型钢管桩的极限抗弯承载力公式。基于此,采用数值分析手段建立微型单桩加固土质边坡的极限抗力分析模型,分析加固体系的变形以及破坏过程和失稳机理。研究表明:(1)微型桩发生弯曲破坏后,抗弯能力并未消失且保持不变,转而发挥桩身的抗拔能力;(2)滑面附近土压力最大,滑面附近以下的土体起主要抗力作用;(3)总抗力可认为是由滑面抗剪强度和最大轴力的水平分量组成;(4)破坏模式可分为4个阶段,即滑面剪切阶段、桩体挠曲阶段、桩体抗拔阶段、整体剪切破坏阶段。文中的研究成果可为微型桩在边坡加固工程中的设计和安全评价提供理论依据。     

微型钢管桩用于滑坡治理及理论分析

结合长阳县红岩溪滑坡的地质结构特征,对边坡治理工程中的微型钢管桩设计进行了改进,探讨了微型钢管桩的抗滑机理,并通过设计和计算证明,用微型钢管桩能有效地治理滑坡;针对微型钢管桩的抗滑机理尚未形成一套较为成熟的理论,文中以两种计算方法对比分析了微型钢管桩加固边坡的稳定性,结果表明,采用类比法进行微型钢管桩设计是适宜的。     

临水路堤微型桩-承台-挡墙结构受力与变形特性数值分析

微型桩-承台-挡墙组合结构作为一种新型支挡结构,其受力变形特性研究尚不完善。文中结合某临水路堤支挡工程,采用ABAQUS有限元软件建立微型桩-承台-衡重式挡墙加固路堤三维数值模型,模拟该结构各组成部分受力与变形特性,分析不同桩间距、桩排距和填土内摩擦角对微型桩内力与变位的影响。结果表明,墙体整体向外侧移动并向内侧轻微转动,墙底位移大于墙顶位移,土体产生的水平应力主要集中在衡重台附近;承台与微型桩连接处产生明显应力集中现象;微型桩水平位移沿桩身逐渐减小,桩体表现出主动防护作用,在桩顶出现一定范围轴向拉力分布,桩身弯矩呈勺子形,峰值出现在土层分界面处,桩身剪力方向与滑坡方向相同,上部荷载的影响使滑面以上桩身剪力变化很小;合理的桩间距为5～6倍桩径,排间距在5倍桩径时桩身受力情况最好,填土内摩擦角超过30°时桩身受力与变形变化不明显。     

框架锚索联合钢花管注浆在堆积体边坡治理中的应用

堆积体尤其是深层堆积体在开挖过程中易产生牵引式滑坡,其治理难度较大,很难采用单一的方法进行治理。结合贵州省晴兴高速公路某堆积体边坡,在分析边坡工程地质条件的基础上,提出采用微型钢管桩、框架锚索、钢花灌注浆、路堑墙等多手段加固的设计方法。     

微型钢轨桩在路基边坡处治中的应用分析

依据某高速公路边坡处治中采用微型钢轨桩的工程实例,分析了微型钢轨桩的抗滑作用机理,提出了此类结构的设计步骤和主要内容。通过监测及运营,验证了微型钢轨桩的加固效果,表明了其治理措施是可靠与可行的,确保了高速公路运营安全,取得了良好的社会、经济效益。     

微型钢管桩在某公路应急抢险工程中的应用

以甘孜藏区某国道公路高边坡水毁路基工程为依托,通过对水毁路基边坡稳定性分析,验算滑坡推力,并结合工程特点,采用微型钢管桩等工程措施进行了应急抢险和永久加固处治.通过长时间通车运营,验证了微型钢管桩良好的处治效果.     

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。     

红层软岩钢管微型桩抗压承载特性试验

为揭示红层软岩钢管微型桩抗压承载特性,为红层软岩地基加固设计提供参考,选取湖南衡阳强风化粉砂质红层软岩地基,开展了不同长度注浆钢管微型桩原位抗压静载试验,分析了桩体沉降、桩身轴力和桩侧摩阻力的分布规律,并与规范计算值进行了比较。在修正微型桩荷载传递函数的基础上,提出了考虑桩顶位移的微型桩抗压承载力预测方法,并通过原位试验结果进行了验证。研究结果表明：钢管微型桩轴力主要分布在桩身中上部,桩侧摩阻力沿桩身呈“三角形”分布;随桩长的增加,抗压承载力非线性增加,桩顶沉降量非线性减小;桩长越短,极限侧摩阻力峰值越大;相较于规范计算值,实测桩端阻力、全桩长范围极限摩阻力均值以及抗压承载力均偏小。采用该方法得到的抗压承载力预测值与原位实测值之间相关性较好,相对误差为0.6%~11.6%。对红层软岩地基进行钢管微型桩加固设计时,建议桩端阻力不计入抗压承载力,按纯摩擦桩进行设计,并对规范中的极限侧摩阻力推荐值折减。     

预应力锚索钢管桩应急加固治理边坡研究

文章根据固体力学连续介质变形的理论和利用显式有限差分技术,研究预应力锚索联合钢管桩共同工作的边坡稳定性有限差分强度折减分析法和结构内力分布研究。将此理论和技术应用于贵阳市绕城公路K16+790～K16+860段典型路基边坡滑坡工程应急抢险治理,研究钢管桩协同预应力锚索加固措施后的变形和稳定性,结果表明这些加固措施对边坡的稳定有重要作用,分析了单独使用钢管桩和协同预应力锚索的稳定性。模拟结果表明:单独使用微型钢管桩加固措施,其提高整体稳定性的效果不是十分明显,所以建议应与其他的加固措施一起使用;预应力锚索加多排钢管桩联合挡土结构物,预应力的施加将改变钢管桩的受力状态,从弯矩图中,可以看出弯矩明显的改变,其受力状态改变是相对复杂的过程。     

钢管桩加固非均质边坡稳定性有限元强度折减法分析

针对采用钢管桩加固的某非均质边坡,采用有限元强度折减法,以等效塑性应变区贯通作为边坡破坏标准,分析了该边坡在加固前后的稳定系数。计算结果显示钢管桩起到显著加固效果,边坡稳定安全系数由1.3增至1.75,证明用钢管桩加固边坡是可行的。     

软土地区深基坑被动区加固稳定性对比分析

在以淤泥或淤泥质土为主的珠三角地区开挖深基坑常采用钢板桩进行基坑支护,为保证支护结构的稳定性,对基坑底部被动区进行加固,合理的加固设计能在保证稳定的基础上减少支护成本。文中针对广东省佛山市地铁2号线林岳车辆段某基坑工程,建立被动区水泥土搅拌桩加固的基坑开挖支护三维数值模型,通过实测值与计算值对比,分析数值模型与计算参数取值的合理性;对基坑底部被动区无加固、水泥土搅拌桩加固和钻孔灌注桩加固时桩顶水平位移、桩身整体侧向位移、地表沉降、土体深层水平位移进行对比分析。结果表明,基坑底部被动区采用水泥土搅拌桩或钻孔灌注桩加固可减小钢板桩围护结构60%的侧向位移,水泥土搅拌桩对开挖深度小于6 m的基坑的加固效果最佳;采用钻孔灌注桩加固,开挖深度为10 m时,桩身整体侧向位移比被动区无加固时减小69.2%,比水泥土搅拌桩加固时减小65.1%,对围护结构整体侧向位移的控制效果比水泥土搅拌桩好。     

锚索与抗滑桩在顺层岩质边坡治理中的应用

分析了镇胜高速公路k158＋980～k159＋160左侧顺层岩质边坡发生滑坡的原因。采用综合φ值法,通过反算,确定了滑动面的抗剪强度参数,为滑坡剩余下滑力的计算提供了合理的数据。计算结果发现,抗滑桩桩身配筋在滑坡推力采用矩形分布的情况下偏于安全。结合锚索砼框架,坡体中部得到加固,同时分担了一部分剩余下滑力,减轻了抗滑桩的荷载,提高了边坡的抗滑安全性。最终治理效果表明：采用抗滑桩支挡与锚索加固的综合治理方案,是治理顺层岩质滑坡的一个有效途径。     

滑坡微型桩设置方法及设计

研究微型桩设置方法,基于滑坡稳定性进行分析,从定性及定量两方面分析滑坡稳定性,并考虑微型桩的受力特征和破坏模式,一方面对微型桩在滑坡下滑力作用下产生的滑坡推理进行计算,另一方面根据单根微型桩的受力特征,从设计位置选取、桩截面选取、微型桩长度以及桩间距的确定四方面提出微型桩应急加固边坡的设计方法,可为滑坡稳定性分析提供理论支撑。     

基于修正拟动力法的抗滑桩加固边坡三维地震稳定性分析

为了给抗滑桩加固边坡的抗震设计提供参考,对其在地震作用下的三维稳定性进行研究。基于极限分析上限定理,采用修正的拟动力法(MPDM)对水平地震作用下的三维抗滑桩加固边坡的稳定性进行了分析,并推导出边坡安全系数(F_S)的表达式。为了提高计算效率,采用遗传算法(GA)计算出安全系数的最小值。将所得研究结果与已有文献成果进行对比,验证了所用方法的有效性。此外,通过参数分析研究了归一化频率(?H/V_S)、宽高比(B/H)、水平地震系数(k_h)、阻尼比D、桩位、桩距等因素对桩加固边坡稳定性的影响。研究结果表明：?H/V_S对桩加固边坡稳定性的影响显著,并决定着D对桩加固边坡稳定性的影响;当桩加固边坡受到与土体固有频率接近的地震波作用时,D对桩加固边坡的稳定性影响非常显著,并且拟动力法会极大地高估桩加固边坡的稳定性;对于远离土体固有频率的地震波,D对桩加固边坡的稳定性影响较小;在一个地震波周期内,地震作用下边坡的F_S随地震峰值加速度的增加而减小;水平地震加速度系数a_hs的...     

CFG桩在含软弱夹层路堑边坡加固中的应用

结合武广客运专线施工,介绍CFG桩在含软弱夹层的路堑边坡加固中的应用,包括加固机理、施工方法、效果分析、质量控制及施工常见问题的处理等。工程实践表明,在含软弱夹层的路堑边坡中采用CFG桩进行加固,可大幅提高边坡的稳定性。     

微型桩加固边坡计算理论及试验研究综述

微型桩作为近年来兴起的新型支挡结构,因其具有独特的优势,在边坡整治和加固工程中得到广泛应用。文中在总结前人研究工作的基础上,对微型桩的3种常用设计计算方法及基于物理模拟和数值模拟的模拟试验研究方法进行总结及探讨,认为现有对于微型桩加固边坡设计计算方法通常是基于某种假定或限定条件,而数值模拟大都是基于理想化模型开展研究,但实际工况要相对复杂,因而适用条件以及加强理论与试验相结合尤为重要。此外,国内外对微型桩的布置方案及不同布置方案下受力特点的研究较少,因此该研究有待于进一步完善和发展。     

非均质边坡稳定性分析的有限元强度折减法

在介绍有限元强度折减法基本原理的基础上,以某正实施加固的非均质边坡工程为研究对象,设置了两种最不利工况,采用有限元强度折减法,以等效塑性应变区贯通作为边坡破坏标准,分别对这两种工况下的边坡三维稳定性进行分析。计算结果表明:在微型桩的加固作用下,边坡的稳定系数大大提高,加固后的边坡是稳定的。