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。     

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。     

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。     

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。     

箱型竖向预应力抗滑桩的机理研究

箱型竖向预应力抗滑桩是一种新型抗滑桩,截止目前国内外尚未发现此类研究成果,通过建立有限元模型,采用三种不同结构抗滑桩,即传统实心抗滑桩、箱型钢筋混凝土抗滑桩和箱型竖向预应力混凝土桩,在不同混凝土等级强度和1 000 kN、1 500 kN、2 000 kN三种滑坡推力等条件下进行计算,根据桩身位移、剪力和弯矩大小变化进行对比分析后,说明箱型竖向预应力抗滑桩抗滑效果远远优于其它抗滑桩,同时该桩也具滑坡体内排水,节省工程费用及抗滑桩内检测维护方面的优点,值得进一步研究和推广.     

抗滑桩加固高边坡受力特征影响因素分析

抗滑桩是一种常见的高边坡支挡措施,为研究影响抗滑桩的受力性能的主要因素,基于ABAQUS数值模拟研究了桩径、桩体嵌固段长度和桩位对桩内力分布影响。结果表明：（1）桩身弯矩和剪力与桩径呈正相关关系且抗滑桩能够显著提高边坡的稳定性,增大桩的直径更有利于边坡的稳定性;（2）抗滑桩的嵌固段深度对桩的内力分布也会产生影响。具体来看,嵌固段越长,桩身内力越大,但增大嵌固段长度可以有效减小桩顶位移;（3）桩布设位置对于桩身的内力影响表现为桩位越靠近坡趾,桩的内力以及桩顶位移越小。因此在抗滑桩设计时,要综合考虑桩的受力和桩的位移。研究结果为高边坡工程治理提供了有益的参考。     

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。     

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.     

不同桩锚支护结构受力性能及影响因素

采用ABAQUS软件,建立桩锚整体式支护结构和桩锚分离式支护结构有限元模型,分析二者受力性能差异,研究桩径、嵌固深度、冠梁尺寸、锚杆数量以及预应力等对其受力性能的影响。结果表明:两类支护结构位移由两端向中间减小,弯矩和剪力则由两端向中间增大,中间部分受力和变形保持一致;设计时应将端部两根抗滑桩的弯矩和剪力分别乘以1.35和1.2的承载力调整系数;桩锚整体式支护结构的最大位移比分离式结构小20%以上,最大弯矩小3%以上,最大剪力小6%以上;增大抗滑桩桩径,两类支护结构的位移和弯矩均减小;增大抗滑桩嵌固深度,两类支护结构的位移减小,但弯矩增大;冠梁尺寸增大可提高支护结构整体刚度和抗变形能力,但作用有限;增加锚杆数量、施加预应力均可显著减小抗滑桩的位移和弯矩,并改变位移和弯矩沿桩身的分布形态;以上参数变化对整体式支护结构的影响要远小于分离式支护结构。     

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。     

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。     

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。     

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。     

双排抗滑桩桩土作用分析模型及其应用

考虑坡体滑移的最不利工况,以滑动面为分界面,分析了双排桩与坡体作用的作用机理与关系表达式;引入p-y曲线法模拟桩间土与双排桩接触非线性特征,并结合经典土压力理论与相关应力路径三轴试验对其参数进行了求解,由此建立了双排抗滑桩与桩周土体非线性相互作用模型。在此基础上,导出双排桩不同特征桩段微分方程,利用横系梁传力协调作用及边界条件,提出了双排桩桩身内力和位移的有限差分迭代算法。试验对比分析表明,计算值与实测值吻合较好,该方法可用于双排抗滑桩的内力分析计算。     

深基坑桩锚支护体系桩身内力及变形监测分析

依据西安市高新区某桩锚支护式深基坑支护桩内力和侧向位移的监测数据,对支护桩桩身内力与变形的变化规律进行了对比分析,得到了桩身弯矩和位移沿深度方向的分布。分析结果表明:随着基坑开挖深度的增加,支护桩的桩身弯矩值以及桩身向基坑内侧方向的位移不断增加,桩身弯矩最大值出现在基坑开挖底面以下,反弯点沿桩身向下移动。锚索锁定后对桩身内力与位移的作用显著,减小了桩身弯矩,限制了桩身位移的增加;空间效应在基坑开挖过程中,对桩身内力与位移产生影响,基坑中间支护位置桩身的最大弯矩值与位移值明显大于其他支护位置,分析结果可对基坑的进一步施工提供参考。     

黄土边坡原位直剪与抗滑桩模型试验

为揭示黄土公路高陡边坡的稳定性状,选取黄土塬开挖平台非扰动黄土为试样,制作试样模型进行原位试样直接剪切试验,设计进行不同工况下埋入式与悬臂式抗滑桩模型试验,研究获取公路路堑边坡黄土土样应力-应变关系曲线、土样峰值强度及残余强度参数变化规律,并基于支挡抗滑桩和黄土边坡坡体内受力与变形状态,揭示桩-土相互作用过程与变形机理。试验结果表明：黄土试样在直接剪切时,随着法向应力增大,其应力-应变关系曲线逐渐由软化型向硬化型转变,且曲线逐步升高但未出现交叠;相同的剪切次数下,黄土试样峰值强度和残余强度均随法向应力增大而增大,残余强度较峰值强度有一定衰减,且垂直强度愈大,衰减愈明显;随着水平推力达到极限承载力,埋入式模型抗滑桩桩身土压力分布呈现上大下小的变化趋势,且在滑动面位置上部附近出现桩前最大土压力,桩体发生弹性变形,弯矩值沿桩身分布总体呈"S"形规律;悬臂式桩体不发生刚性转动,桩身土压力总体呈上下小、中间大的分布态势,桩后最大土压力出现在滑动面附近,而桩前最大土压力则随着现场试验中单排模型桩根数增多,自模拟滑动面逐渐过渡到新的剪出滑动面,桩身弯矩呈"D"形分布。