某路堑边坡支护方案模拟及优化分析

以某高速公路为项目背景，利用有限元软件模拟分析了锚拉式抗滑桩支护边坡的稳定性和桩身水平位移的变化情况，在此基础上对原方案中出现的桩身位移情况进行了方案优化。研究结果表明，边坡的潜在滑动面位于粉质黏土层，预应力锚索抗滑桩对边坡的稳定性提高了38.5%，但桩前土开挖后边坡稳定性下降。优化方案综合考虑初始方案中的水平位移和稳定系数的情况，优化了锚索抗滑桩的设置位置，在保证边坡稳定性的前提下，较好地降低了桩身的水平位移值和弯矩值。     

地震作用下的抗滑桩支护边坡模拟分析

依托某高速边坡工程,对预应力锚索抗滑桩加固的边坡进行了数值模拟研究,对地震荷载前后边坡的稳定性、水平位移、桩身弯矩变化规律进行了分析,明确了边坡潜在滑动面的位置以及各个模拟阶段边坡稳定系数呈现增大后减小的变化规律,同时也发现了地震荷载作用过程中边坡稳定系数随地震峰值的变化呈阶梯状下降,最后稳定于1.16。在地震峰值荷载作用下抗滑桩的水平位移均增大,其弯矩呈中间大两端小的变化规律。     

预应力锚索抗滑桩优化设计分析

通过调查某高速公路边坡防护结构病害和破损情况,确定采用预应力锚索抗滑桩进行加固处理.为了合理确定预应力锚索抗滑桩的设计参数,通过建立数据模型,对不同设计参数下边坡和抗滑桩位移、安全系数的计算结果进行分析,确定了抗滑桩桩长、桩间距、截面尺寸,对边坡防护设计方案进行了优化.     

锚索抗滑桩在大型滑坡体中的安全性评价

边坡开挖过程中,采用桩锚结构加固边坡可以很好的提高边坡的稳定性,减小坡体的位移,阻断塑性区的发展,防止滑坡的发生。结合渝黔铁路的工程实例,采用ABAQUS有限元软件,分析了某边坡施工过程中采用锚索抗滑桩的加固效果。结果发现当设置桩锚结构时,可以很大程度上减小坡体的水平位移、竖向位移和阻断塑性区的贯通,极大的提高边坡开挖时的稳定性。     

坡面锚索与坡脚抗滑桩联合加固边坡设计方法

路堑高陡边坡的加固中,二级及以上边坡坡面锚索与一级边坡坡脚抗滑桩的组合结构应用广泛,但其设计方法尚不成熟,为此,提出该组合结构的优化设计方法.首先,研究坡面单束锚索预应力对滑体各条块的作用效果;继而,通过预应力锚固后的边坡稳定性计算,获得设桩处的剩余下滑力、确定抗滑桩上的荷载,实现锚索预应力和抗滑桩被动力的协调作用;最后,以广(通)大(理)铁路某实际边坡为例,论证所提方法的设计过程.论证结果表明:该组合结构的设计可以锚索预应力占总下滑力的40%进行初算,并以抗滑桩中心间距5.0~8.0 m、桩截面宽度1.0~3.0 m、截面高度1.5~4.0 m、嵌固段长度为总桩长的1/3~1/2为控制条件.     

双排抗滑桩承载机理及土拱效应模型试验研究

设计并完成小比例边坡双排抗滑桩室内模型试验,通过在模型桩桩身粘贴应变片及在部分桩周土体内埋置土压力盒,量测加载过程中桩身的内力与桩周土体抗力的分布情况,进一步分析探讨不同推力荷载条件下双排抗滑桩结构的承载机理和内力位移特性。结果表明:桩顶水平位移与推力的变化曲线呈凹曲线状,随着推力的增加,水平位移加速增大;前后排桩的弯矩分布曲线呈S交变性,且桩顶弯矩值不再为零,随着水平推力荷载的增加,桩顶弯矩越来越大,桩身的正负弯矩绝对值也越来越大;双排抗滑桩在抵抗水平推力荷载时,桩间会产生明显土拱效应,出现弧形的裂缝。这些结论可为双排抗滑桩的理论研究与工程设计提供有益参考。     

相邻基坑对拉锚索支护结构参数敏感性分析

利用软件FLAC3D进行参数的敏感性分析,考虑锚索竖向间距、桩直径、相邻基坑间距、锚索预应力、桩间距、桩嵌固长度6个因素对对拉锚索支护结构性能的影响,具体为桩身弯矩、锚索轴力、桩后土体位移3个方面。分析结果表明:预应力锚索的设置使桩身弯矩局部呈"波浪形"但随着桩直径的增大,桩身弯矩呈现出"波浪形"的这一特点逐渐变弱;桩的有效抗弯长度随着桩径的增大而变长;可以通过增大预应力的方式,显著减小桩身的控制弯矩,从而减少桩的配筋,有效地节约工程造价;桩身弯矩沿桩深整体呈"S形",且控制弯矩都位于嵌固段;当嵌固长度满足一定深度后,嵌固长度变化对桩身弯矩、预应力锚索轴力、桩后土体位移没有影响。     

有限元法在边坡稳定及加固分析中的应用

针对一个边坡工程实例,将强度折减理论应用于边坡稳定及加固的弹塑性有限元分析中,分析了边坡加固前后的稳定性并与传统极限平衡法计算结果进行比较.计算结果表明,采用强度折减有限元法不需要任何假设,即可求出边坡的稳定安全系数和滑动面,还能求出抗滑桩桩身弯矩、剪力,为桩身强度验算提供依据,是进行边坡加固前后稳定性评价和进行支挡结构设计的有效方法,能够在工程实际中加以运用.     

有限元法在边坡稳定及加固分析中的应用

针对一个边坡工程实例,将强度折减理论应用于边坡稳定及加固的弹塑性有限元分析中,分析了边坡加固前后的稳定性并与传统极限平衡法计算结果进行比较.计算结果表明,采用强度折减有限元法不需要任何假设,即可求出边坡的稳定安全系数和滑动面,还能求出抗滑桩桩身弯矩、剪力,为桩身强度验算提供依据,是进行边坡加固前后稳定性评价和进行支挡结构设计的有效方法,能够在工程实际中加以运用.     

黄土地区陡崖坡段桩基合理临坡距研究

标准装配化的中小跨径山区公路梁式桥周期短、地形适应性强、经济效应显著,在我国山区应用广泛,但由于路线的固定、上部结构的装配标准化和山区地形的沟壑纵横,导致诸多桥梁桩址不可避免立于陡崖等不良地形之上,桩-土作用复杂、边坡稳定性问题敏感,合理的桩身临坡距离能够保证边坡稳定性和桩基施工工程中的安全性.针对陡崖坡段边坡稳定性问题,笔者利用ABAQUS建立非线性有限元模型,采用强度折减法以桩身至桩前临坡距离为参数进行了不同临坡距对边坡稳定性、土体位移和桩土接触状态的影响特征分析.研究结果表明:高陡边坡属于天然不利地段,边坡安全系数小于1,潜在滑动面形状较陡且位置在坡脚之上;随着桩基临坡距的增大,极限状态下边坡土体的整体位移和桩前土体的脱开范围先变小后趋于不变,考虑临坡距对边坡稳定性、位移和桩土接触状态的影响,建议陡坡坡顶桩基临坡距离应不小于10 m.     

预应力锚索抗滑桩加固山区边坡工程实践

预应力锚索抗滑桩因其结构受力合理、材料利用率高等特点在山区公路边坡加固中得到广泛应用.以某公路边坡加固为例,根据工程的地质情况,在确定抗滑桩参数的情况下以位移协调法对锚索与抗滑桩进行设计计算,并对预应力锚索抗滑桩的施工要点进行了分析.后期监测结果表明,此边坡加固效果良好.     

桩板墙结构加固边坡的稳定性分析

为探讨桩板墙加固边坡的稳定性,根据多块体滑移理论,采用极限分析上限定理,导出了为保证边坡稳定桩板墙结构中抗滑桩应提供的抗力的计算公式,提出了桩板墙结构加固边坡稳定性的一种新的分析方法.用该方法对算例进行了分析,并与旋转破坏模型获得的结果进行了比较.研究结果表明:桩板墙结构中,抗滑桩应提供的抗力随边坡坡角增大而增大,随坡体材料抗剪强度增大而减小;边坡潜在滑移面埋深随坡体抗剪强度增大变浅;按新方法得到的潜在滑移面比基于旋转破坏模型获得的潜在滑移面更危险.      

整体式斜交桥中桥台钢桩地震响应

采用有限元分析软件SAP2000建立了某整体式斜交桥的三维结构模型,通过离散非线性弹簧单元模拟桥台-台后土以及H型钢桩-桩周土的土-结构相互作用,通过一系列双向地震作用下的非线性时程分析,研究了桩的朝向、桩周土刚度及桩头转动刚度对整体式斜交桥中H型钢桩地震响应的影响规律。研究结果表明：双向地震作用下,H型钢桩的横桥向位移显著大于纵桥向,且受桩朝向的影响更为明显,强、弱轴弯矩均呈正反双向分布,屈服面函数最大值一般位于桩顶,另一峰值则位于桩身2～4 m埋深处;钢桩绕强轴弯曲布置时,桩顶纵桥向位移相比绕弱轴弯曲时降低18.2%,但横桥向位移增大47.7%,桩顶处绕强轴弯矩增加约3.9倍,桩身反向强轴弯矩峰值降低67.0%,桩顶处绕弱轴弯矩基本不变,桩身反向弱轴弯矩峰值增加约1.0倍;随着桩周土刚度的降低,桩顶纵、横桥向位移增大,桩顶屈服面函数值降低,而桩身屈服面函数峰值增加,桩身更不易保持弹性;当桩头采用柔性连接时,桩顶纵、横桥向位移均增大,桩顶屈服面函数值降低,有利于保护桩头,而桩身屈服面函数峰值增加,当桩头转动刚度过低时甚至可能大于桩顶刚度,导致桩身在罕遇地震作用下先进入塑性。     

考虑抗滑桩及挡土墙支护结构影响的降雨诱导边坡失稳模型试验研究

在无支护和有支护(加设抗滑桩及挡土墙)的条件下开展了降雨对边坡稳定性影响的模型试验研究。以实际工程边坡为原型,在常规重力1 g条件下设计了试验模型。试验结果表明:在有支挡结构条件下,降雨对坡体竖向和水平位移的影响均很小,表明支挡结构对边坡坡面位移的限制作用明显。通过比较降雨对坡面和内部位移的影响,发现坡面位移变化远大于内部位移变化,加设支挡结构以后坡体变形主要是雨水对坡面的冲刷造成的。     

预应力锚索抗滑桩加固边坡优化设计研究

作为一种新型的边坡支护方式,预应力锚索抗滑桩在加固边坡工程中得到了广泛的应用。以某边坡治理工程为依托,利用ABAQUS有限元分析软件进行数值模拟,分别对桩位置、桩长、桩截面尺寸、锚固段长度、预应力大小等参数对预应力锚索抗滑桩加固边坡的稳定性影响状况进行了分析,确定了边坡治理工程应采用的最佳加固方案。结果表明加固后在暴雨工况下,边坡处于稳定状态,设计优化方案合理可行。     

降雨入渗条件下抗滑桩加固边坡三维仿真分析

以贵广铁路某边坡抗滑桩加固工程为例,在建立三维仿真模型基础上,计算各坡点位移随时间的变化数值,并对比分析降雨、抗滑桩加固等不同条件对边坡稳定性的影响。仿真结果表明:在降雨条件下,抗滑桩对边坡的稳定性有很大的改善作用,此时坡体位移变化规律具有新的特点。     

注浆钢管微型桩加固滑坡的试验研究

为探讨注浆钢管微型桩对滑坡的加固机理,通过离心模型试验,分别从坡顶位移、坡面位移及坡内部位移分析了注浆钢管微型桩对滑坡的控制效果,并讨论了钢管微型桩的受力特征.试验结果表明:注浆钢管微型桩能有效地控制边坡土体位移,阻止滑坡的产生,防止圆弧型滑裂带的形成,仅坡体表面局部浅层形成裂纹;前桩所受的最大土压力约为后桩的13.3%,表明后桩承受较大的滑坡推力;加固过程中,前桩的弯矩曲线由反S型逐渐变为S型,而后桩的弯矩曲线一直呈S型.     

桩底约束条件对弧形排桩-连系梁内力影响研究

弧形排桩-连系梁抗滑结构为多次超静定结构,将桩顶弧形连系梁计算模型简化为无铰拱,视抗滑桩与弧形连系梁之间的约束力为冗力,利用桩顶与弧形连系梁之间的变形协调条件,建立了抗滑结构的整体柔度方程;在桩底自由、铰支及固定等3种不同桩底约束条件下,分别求解桩梁之间的约束冗力,比较了3种桩底约束条件下弧形连系梁的内力,及抗滑桩的内力和位移。研究表明:桩底固定时,桩底部弯矩较大;桩底自由时,弯矩明显减小,桩身位移增加;在桩顶连系梁的约束下,减小桩身锚固段长度,能够减小桩身底部弯矩的影响规律。     

地震地基液化大变形对桥梁桩基危害性三维数值分析

为研究地震地基液化大变形对桥梁桩基的危害性,建立了含液化层的二层与三层土体系计算模型,考虑桩土共同作用的非线性关系,利用FLAC-3D有限差分软件对液化侧扩地基中的单桩、群桩进行了动力有限差分分析,探讨了地基液化大变形条件下桩基位移与内力变化分布规律。分析结果表明:二层与三层土体中,液化土层和非液化土层交界面处产生的桩身弯矩极值是控制桩身破坏的关键因素,液化土层本身对桩身弯矩的影响很小;桩帽对桩顶的侧移有一定制约作用,但对桩身弯矩极值的影响不显著;群桩中上坡桩与下坡桩的侧向位移与桩身弯矩分布模式相似,但上坡桩发生的侧向位移和桩身弯矩要略大于下坡桩情况。     

预应力锚索抗滑桩受力状态的有限元分析

考虑桩、土之间相互作用的复杂性,编制有限元程序对滑坡防治工程预应力锚索抗滑桩结构的变形和受力进行分析,表明：①锚固段桩前滑床抗力主要集中在靠近滑动面部分;②在锚固段随锚索预应力和滑床刚度的大小改变可能出现反弯矩．