抗滑桩土拱效应研究概述

基于文献检索,分析了土拱效应理论、抗滑桩研究方法、临界桩间距几种假设和计算方法,并分析了假设存在的不足与安全性,以增强对抗滑桩土拱效应的认识。     

抗滑桩在边坡滑坡整治工程中的应用

针对衡枣高速公路沿线某开挖边坡的滑动受力特点，分析了抗滑桩-土共同作用原理，由反分析得到了岩体的计算参数，介绍了利用抗滑桩技术加固边坡。     

基于透明土技术的桩后土拱效应特征分析

为研究圆桩后土拱效应的特征及演化过程,从细观角度开展了基于透明土技术的桩土相互作用试验研究. 首先开展了透明土配比试验,获取物理力学性质适宜的土体;其次设计了试验系统并得到透明土与桩相互作用的散斑场图像;最后通过particle image velocimetry （PIV）技术分析得到位移矢量图,进一步分析得到透明土位移变化规律. 研究结果表明:通过位移矢量图可以得到圆桩作用下土体运动趋势及土颗粒的位移特征,并可进一步解译得到位移等值线构成的拱形结构,即桩后土拱结构,呈现出抛物线形,其范围与桩径、桩间距及深度有相关性;桩径越大,土拱区域越大,桩径30 mm时,土拱高达100 mm,桩土相互作用的影响范围越大;桩间距越大拱高最大值越大,桩间距80 mm时,土拱高也达100 mm;不同深度下土拱拱高在变化趋势上有较大的相似性,深度越深,土拱的最大拱高越小,深度50 mm时,拱高60 mm;通过拟合公式得到,土拱最大拱高沿桩身方向从桩顶至桩底呈逐渐减小趋势,同时随土体位移增加,表现出先增大,后趋于一稳定值的特征,其稳定值的大小与桩径呈正相关、桩间距呈正相关及深度呈负相关.      

盾构法隧道施工时高承台被动群桩的土拱效应

通过建立有限元模型模拟天津市地铁一号线盾构施工,有限元模型得到的土体沉降曲线与现场实测吻合,在此模型基础上进一步研究隧道开挖过程中被动群桩的土拱效应.隧道开挖时,3×3被动群桩中远离隧道的边排桩的桩间土一般形成了“反向土拱”;靠近隧道的边排桩的桩间土拱的形式主要取决于同一位置处桩与土体的相对位移.当桩的水平位移小于土体时,桩间土体形成了类似于边坡工程及堆载情况下的土拱;反之,桩间土体形成“反向土拱”.桩长增加,当桩、土水平位移接近时桩间土拱效应肖失;与地面堆载等典型的被动群桩不同,隧道开挖时当被动群桩的桩间距由4m减小至2m时土拱效应消失.     

土拱效应及土工格栅拉膜效应数值分析

为了更为清楚的认识桩网结构支承路堤土拱效应,建立了单桩简化模型。从沉降、竖向应力、主应力变化等方面研究了土拱效应产生的机理及变化特征,同时对土工格栅拉膜效应进行了研究。研究结果表明:路堤等沉面高度约为1.7倍桩净间距;路堤可分为土拱影响区和土拱未影响区,土拱影响区桩间土中心位置路堤竖向应力呈"S"形变化,土拱未影响区呈直线变化;桩顶应力分布不均匀,桩净间距小于1 m时,桩中心所受应力最小,桩边缘所受应力最大,桩净间距大于等于1 m时,桩边缘所受应力最小,靠近桩边缘处应力最大;路堤大、小主应力方向发生旋转,大主应力流线近似椭圆弧;土工格栅应力近似"M"形分布,靠近桩边缘的桩间土位置应力最大,桩间土中心和桩中心位置应力最小。     

双排桩对边坡稳定影响分析的仿真研究

双排护坡桩作为新型的支护结构,近年来在深基坑工程中得到了广泛的应用,但在边坡治理中应用较少.针对这种状况,以沪蓉国道某典型滑坡路段为例,研究了其边坡稳定性,提出了双排桩优化设计的方法并进行了实例仿真.研究表明:将双排桩设计在边坡中部位移最大处时,能有效改变边坡的应力边界条件,提高边坡稳定安全系数,从而验证了双排桩优化设计理论的正确性.最后对该边坡进行了综合设计.     

钢管复合桩承载特性模型试验研究

为研究钢管复合桩的承载性能,进行了剪力环、泥皮和防腐涂层共同作用下的钢管复合桩和钢筋混凝土桩室内模型试验,对比分析了试件的荷载-变形曲线、钢管变形等参数,并采用分解分析法对钢管复合桩的套箍效应进行了分析.试验及计算结果表明,钢管复合桩承载性能较钢筋混凝土桩显著提高,套箍效应使得钢管复合桩承载力较空钢管和钢筋混凝土桩承载之和提高9.8%,混凝土抗剪强度提高了1.2倍;钢管对核心混凝土产生的紧箍作用沿界面长度增大,且随荷载的增加而增大;在防腐涂层、泥皮和剪力环(间距90 cm)共同作用下,钢管套箍效应带来的混凝土紧箍力最大值可达2.32 MPa;规范ACI (2005)适合于泥皮、防腐涂层和剪力环共同作用时钢管复合桩极限承载力的计算.      

某膨胀土边坡滑坡机理的研究

从实际工程出发,结合膨胀土边坡的特征,探讨了膨胀土边坡设计的一些原则,强调应针对工程特性进行相应的工程设计。     

公路边坡微型钢筋混凝土抗滑桩加固技术研究

为合理确定边坡微型钢筋混凝土抗滑桩加固方案,采用数值模拟分析计算确定施工参数。分析计算结果得出,微型钢筋混凝土抗滑桩桩间距合理选择范围为2D～6D,排间距合理选择范围为2D～6D,锚固长度合理选择范围为2/5～1/2桩长。计算结果与现场监测结果接近,说明项目微型钢筋混凝土抗滑桩加固方案所选施工参数合理,可用于现场施工。     

单桩冲击特性模型试验研究与理论分析

单桩冲击特性研究是基桩高应变检测技术和打桩工程的理论基础.本文首先通过基桩模型试验方法研究了在不同荷重和落距的冲击荷载作用下的单桩贯入度、桩身轴力和桩侧摩阻力特性,然后采用弹性动力学方法建立了桩土滑移条件下单桩在冲击荷载作用下的动力模型,获得了桩身轴力的解析解,计算结果表明理论解与模型试验结果能较好的吻合,说明不考虑滑...     

混凝土桩与石灰桩多元复合地基室内模型试验研究

通过改变设计参数,对混凝土桩与石灰桩多元复合地基进行一系列室内模型试验,得到混凝土桩与石灰桩多元复合地基的荷载沉降曲线特征.混凝土桩、石灰桩和桩问土的应力特点,桩土应力比特点.该模型虽然不能完全模拟现场混凝土桩与石灰桩多元复合地基的工作性状,但从定性上分析混凝土桩与石灰桩多元复合地基的工作性状是可行的.试验表明,对于粉细砂类土,混凝土桩与石灰桩联合处理的效果很好.     

超前桩复合土钉支护研究

近年来,在土钉支护工程实践中引入超前桩支护手段,使得在软土地基中采用土钉支护成为现实。但目前对引入超前桩的土钉支护作用受力机理和设计方法研究的不多,理论滞后于工程实践。现对超前桩复合土钉支护的受力机制、超前桩及土钉的抗滑移作用及结构稳定性等方面进行探讨,指出了超前桩复合土钉支护适用的土层条件,确定复合土钉支护的相关参数。     

薄膜式压力传感器在隧道模型试验中的标定研究

随着缩尺模型试验在隧道工程研究中的不断应用,对岩土体力学测量硬件和技术提出了更高的要求.传统土压力盒尺寸较大,由于其对土体完整性影响较大,尤其对于模型尺寸较小的离心模型试验,已无法满足试验精度的要求.新型薄膜式土压力传感器具有厚度薄、形状多样、抗压强度高和灵敏度高等优点,正逐渐被引入岩土工程试验研究中,需通过试验标定其...     

水囊土压力计研制与试验验证研究

针对土压力盒易发生应力集中的问题，研制了水囊土压力计，即通过透明的PU空压软管将感压水囊与电子压力表进行连接，其中感压水囊的厚度可控制在5～10 mm，在使用时电子压力表的高度位置进行固定。将水囊土压力计与振弦式土压力盒埋设在不同压缩模量的土体中进行了对比试验，结果分析表明，由于感压水囊比土压力盒薄，虽然实测土压力偏大问题不可避免，但相对土压力盒测试结果而言，采用水囊土压力计测试地层中的土压力时应力集中问题显著改善；从测试结果可知，由测试元件厚度所导致的土压力偏大幅值为非线性，这与测试元件周围的土体颗粒变形调整有关。将水囊土压力计用于盾构隧道响应模型试验研究中，从测试结果可知，水囊土压力计与土压力盒的测试结果具有明显的不同；从测试结果的变化趋势分析来看，水囊土压力计的测试结果可信，且有必要采用水囊土压力计直接贴在模型盾构隧道外壁测试其周围土压力。水囊土压力计的测试原理简单，且成本低、精度高，因其为柔性构造，可根据测试需求选用感压水囊用于结构物表面为非平面的土压力测试。     

桩底土与桩相互作用的模型试验研究

选用黄河砂子、南疆盐渍土作为桩底土进行桩土相互作用的模型试验,应用回传射线矩阵法对不同压实状态下桩底土的刚度系数和阻尼系数进行拟合,建立桩顶反射速度波幅与入射速度波幅比随时间、阻尼系数和刚度系数的变化关系式.试验结果表明:土越密实,桩底刚度系数就越大,实测桩顶速度波时程曲线就越往下倾斜;桩底土层的分层层数和分层厚度对反射波产生很大影响.     

高填方涵洞地基及路堤受力、变形机理试验研究

由高填方涵洞工程目前的设计施工以及运营现状提出存在的问题,依托汾离高速公路进行了精心的试验工程,研究分析了高填方涵洞工程中的拱顶填土、两侧边坡、涵洞结构和地基的相互受力变形机理及破坏形式,提出了相应的设计施工新措施。     

再生混凝土骨料包裹桩承载特性试验研究

采用再生混凝土骨料替换包裹碎石桩碎石芯料，形成一种新型地基处理方式——再生混凝土骨料包裹桩，以改善采用包裹碎石桩处理液化及软弱土地基时碎石强度未能充分发挥的问题.开展了模型试验，研究包裹长度、刚度及长径比对再生混凝土骨料包裹桩单桩承载特性和骨料破碎度的影响.研究结果表明：包裹长度为1倍～6倍桩径时，延长包裹长度可显著提高桩体承载力，包裹长度小于1倍或大于6倍桩径时，包裹长度对承载力改善不明显；包裹材料的临界刚度约为100 kN/m，当小于临界刚度时，增加包裹刚度能显著提高桩体承载力，大于临界刚度时，增加包裹刚度不再明显改善桩体承载力；再生混凝土骨料包裹桩桩长不变时，长径比大于10的桩体承载力较低，桩体主要在10～30 cm深度内产生不同程度的局部弯曲，长径比小于7的桩体承载力较高，桩体主要发生轻微鼓胀变形，无局部弯曲；混凝土骨料的破碎度与桩体能承受的极限荷载呈正相关，增加包裹长度、刚度及桩径均会增加芯料的破碎度.因此，进行再生混凝土骨料包裹桩单桩设计时应充分考虑包裹长度、刚度和长径比与芯料破碎度之间的关系，以获取最优设计方案.     

通新高速公路二密挖方段路基边坡稳定分析及防治措施

通过对通新高速公路二密挖方段施工期间发生的滑坡进行工程地质勘察,并结合裂缝位移监测、地下水观测等措施,对滑坡体进行机制和稳定性分析,采用理论计算与试验参数相结合的方法,对滑坡内力进行计算,提出针对该滑坡体具体可行的工程方案。     

桩锚支护体系竖向土拱效应分析与桩后土压力计算

针对桩锚支护桩后竖向土拱效应, 利用土拱力学平衡条件分析了土拱的形成机理、几何特性与其对土体应力分布的影响。采用室内模型试验, 监测得到不同阶段下土体的应力场分布, 通过与现场监测数据和经典理论计算值的比较, 验证竖向土拱的存在。基于竖向土拱效应, 采用斜土层单元法, 推导了桩后土体应力分布表达式, 并与经典理论计算值和模型试验数据进行了对比分析。研究结果表明: 土体自重应力曲线在2层锚杆间发生衰减, 桩侧土压力在锚杆支点处出现相对峰值, 锚杆上部形成了竖向土拱, 对土体应力重分布影响显著。采用考虑竖向土拱效应的斜土层单元法得到的土压力分布规律与室内试验结果一致, 2条曲线同深度处桩侧土压力最大差值不超过15%, 表明利用该方法计算出的土压力具有较高的准确性。     

内河深水坡码头双排钢板桩挡水围堰施工及数值模拟研究

以长沙市中山路消防取水坡码头改造工程为依托,采用双排钢板桩挡水围堰方案,解决工期紧、施工水域有限、设备能力不足等条件下内河深水坡码头施工的难题.总结其施工工序包括钢板桩施工、围楞和对拉杆安装、填砂施工和抽水.采用数值方法研究了钢板桩挡水围堰体系协调工作机理以及前后桩水平位移和侧压力,研究表明:侧向水平作用逐渐增加,围堰...