基于土拱效应双排桩不同布置方式对支挡性能的影响

采用基于非连续介质的离散元软件PFC2d,对双排抗滑桩可能的布置方式(平行布置和交错布置)所形成的土拱效应进行分析研究,并基于土拱效应研究前后排桩间距及双排桩间距对每种布置方式下双排桩的支挡效果进行探讨。结果表明:交错布置的双排桩由于前排桩可以直接用来作为后排桩"溢出"荷载的拱脚,比平行布置的双排桩具有更优的支挡性能;随着双排桩间距的增大,两种布置方式的双排桩所能承载的荷载均呈现降低的趋势,同时交错布置的双排桩比平行布置的双排桩的极限和残余支挡荷载均要大;前后排桩间距对两种布置方式的双排桩支挡性能影响较大。建议使用交错布置来浇筑双排桩,其中双排桩间距和双排桩前后排桩间距不宜大于4倍的桩径。     

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。     

考虑桩侧及桩后土拱联合作用的抗滑桩桩间距研究

为探究抗滑桩合理桩间距的计算方法,首先,考虑桩侧土拱及桩后土拱的联合作用,建立出相应的双土拱简化计算模型。其次,基于Mohr-Coulomb破坏准则及极限平衡理论,依次分析桩侧土拱、拱间土体及桩后土拱的受力特性。然后,以静力平衡与拱脚处截面强度为控制条件,分别获得桩侧土拱及桩后土拱的极限承载力,进而联立求解出联合作用时的极限承载力,并在此基础上,推导出抗滑桩合理桩间距计算公式。最后,通过某工程实例对此计算公式进行了验证,结果表明:理论计算与工程实例结果吻合较好,该公式用于抗滑桩工程中计算合理桩间距是可行的;并对比分析了其他现有理论计算结果与实际值存在偏差的原因,进一步验证了双土拱模型的优越性。此外,为探究合理桩间距的影响因素,依次分析了土体抗剪强度指标(内摩擦角及黏聚力)、抗滑桩截面尺寸(正面宽度及侧面宽度)、均布滑坡推力及滑坡推力分布形式(沿桩长方向)等参数对合理桩间距的影响,并综合考虑各参数拟合出合理桩间距的简化计算公式。结果表明:合理桩间距随土体黏聚力、抗滑桩侧面宽度及抗滑桩正面宽度增大近似呈线性增大,随土体内摩擦角增大呈非线性增长且增长速率逐渐增大,而随着滑坡推力的增大,合理桩间距呈现出非线性减小且趋势逐渐减缓。     

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。     

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。     

考虑土拱效应的抗滑桩桩间距计算方法研究

抗滑桩桩间距是抗滑桩支挡工程中的重要设计参数。基于边坡工程中抗滑桩桩间土拱效应的研究,建立桩后土拱的计算模型,对土拱进行受力分析,在满足两侧土拱摩擦力与下滑推力静力平衡的条件下,以土拱受力最大截面的稳定性以及拱脚和跨中截面的强度要求来确定桩间距,並将桩间距计算式应用于具体的工程实例并优化,定性地说明桩间距在不同参数影响下的变化情况。     

全埋式双排抗滑桩的受力分布

目前，双排桩在滑坡治理当中已有采用，但对于滑坡推力在不同桩排如何分配、不同桩排的抗滑桩之间的相互影响等问题，国内外学术界没有较系统的相关研究，在设计计算中，一般采取一些缺乏试验验证的假定（如假定前排桩承担的滑坡推力与它的承受水平荷载的能力相当），而且对桩排间的相互影响很少予以考虑。本文结合笔者所进行的全埋式双排桩大型室内模型试验，探讨了不同布置形式（正对形布置或梅花形布置）时，滑坡推力在多排桩（两排及其以上抗滑桩）不同桩排的分配、桩身受力分布形式及桩排间的相互作用等问题。     

滑坡体强度参数对双排抗滑桩的影响规律研究

为研究滑坡体强度参数变化对双排抗滑桩位移、内力分布以及前后排桩承担滑坡推力比例的影响,采用三维有限元分析模型,对滑坡体强度参数进行单因素分析。结果表明:改变滑坡体c,φ值对双排抗滑桩桩身弯矩和剪力最大值有影响,而对弯矩和剪力分布影响较小;对桩位移、内力以及前后排桩承担滑坡推力比例,c,φ值较小时,影响越明显,并随着c,φ值的增大,影响逐渐减小,且φ值比c值的影响更明显。     

滑坡-抗滑桩土拱效应三维数值模拟研究

土拱效应的变化规律对地质灾害治理具有十分重要的意义。基于堂梨树滑坡，研究不同埋深下土拱效应的主应力及荷载分担比变化规律。结果表明:①桩后端承土拱体现为小主应力拱，拱脚为桩后侧面，拱形呈M形；桩间端承土拱体现为大主应力拱，拱脚为桩间侧面，拱形呈抛物线形；滑坡推力主要由桩后端承土拱承担。②桩体埋深不同，土拱的承载能力、分级承担比例及土拱形状均会发生改变，承担荷载与土拱拱层厚度和分布范围呈正相关。     

平行抗滑墙间土拱效应机理研究

在软基边坡处理中,采用水泥土搅拌桩连拱抗滑墙构造可提高水平抗弯刚度,抵抗弯折效应.但在无软土边坡中,拱壁的设置不仅不经济,而且影响了抗滑墙间土拱效应的形成,考虑不设拱壁,只研究平行抗滑墙间土拱效应.通过FLAC软件建立分析模型,分析土体的主应力迹线图及不同滑坡推力下Y轴各点X方向应力的变化图,对平行抗滑墙间土拱效应的机理进行了研究.结果表明,墙间土拱效应主要形成于抗滑墙后部末端及墙间位置,且存在大主应力拱和小主应力拱.同时考虑了抗滑墙长度及土体力学参数对墙间土拱效应的影响.对平行抗滑墙间土拱效应的进一步研究有一定的参考价值.     

基于土拱效应的抗滑桩合理桩间距讨论

基于土拱效应原理,根据方形桩间的静力平衡、桩侧处的极限平衡状态,推导出抗滑桩的桩间距公式。公式表明:抗滑桩的合理桩间距与桩后土体粘聚力成正比,随内摩擦角的增大而增大,随着桩后坡体推力的增大而减小。通过工程实例计算,得到了比较合理的结果。     

单排抗滑桩桩间距对土拱效应影响的数值分析

对边坡工程中抗滑桩间土拱效应的产生机理进行了分析。通过平面应变数值模型,对桩间土拱效应与桩间净距的关系进行了研究。解决了在其他因素不变的情况下,形成土拱效应时抗滑桩间距的合理范围的问题。     

大型滑坡桩排推力分担比离心模型试验研究

采用离心模型试验方法,研究直线型滑坡在滑面位置已知而桩排数目及桩排间距不同情况下,各排抗滑桩的推力分配规律,总结出直线型滑面滑坡多排抗滑桩优化设计原则:当各排桩承担滑坡推力较小时,可适当减少抗滑桩桩排数目,充分利用各排桩的抗滑能力;当某排桩承担推力过大时,应考虑调整桩排间距,以使各排桩受力趋于合理。试验研究结果对于抗滑桩的优化设计具有重要意义。     

桩承式路堤土拱效应下的荷载传递机制离散元分析

土拱效应是路堤填料因沉降特性诱发的一种应力重分布现象,也是桩承式路堤中影响荷载传递的关键因素。文章基于离散元法构建了桩承式路堤二维数值模型并验证其有效性,然后利用路堤荷载传递效率、应力主方向以及接触力链等宏细观指标,对土拱效应下荷载传递机制进行研究。主要结论如下:不同桩间距的桩承式路堤的荷载传递效率E随填料高度h增大呈指数增长;格栅加筋能够有效提高桩承式路堤荷载传递效率;离散元裂隙网络能够较好展现桩承式路堤模型中应力重分布现象并验证了土拱效应的存在,同时也表明应力主方向偏转是土拱效应产生的实质;接触力链能够有效反映桩承式路堤荷载传递规律以及土拱效应随着桩间距的增大逐渐减弱的趋势。     

地面超载对双排桩基坑稳定性影响的有限元分析

随着城市化进程的加快,深大基坑的应用及用地红线的限制,双排桩支护越来越受到工程技术人员的重视,国内外学者对双排桩的间距、排距、布桩方式、土体加固及土拱效应等做了较多研究,但地面超载对双排桩影响的研究较为少见。该文基于有限元软件MIDAS GTS NX,分析了地面超载对双排桩基坑桩顶水平位移、桩身位移及弯矩、基底隆起和土体塑性区的影响,得出如下结论:桩顶水平位移随着地面超载的增大而呈非线性增大;地面超载对桩身上部(埋深12m以上)位移有明显影响,对于埋深大于12m的桩身位移,地面超载的影响较小;前后排桩桩身任一点弯矩均随着地面超载的增加而增大;地面超载对基底隆起影响较小;随着超载的增大,塑性区范围逐渐增大,基坑边沿土体塑性区应控制在一定范围且不宜扩展到地面,因此超载不宜大于40kPa,严格限制超载大于60kPa的情况,因此时各独立塑性区扩展连通。     

抗滑桩桩间距计算探讨

抗滑桩桩间距计算是滑坡防治工程的关键问题.基于对滑坡工程中抗滑桩桩间土拱效应力学模型的分析,采用摩尔-库仑强度准则,利用桩间土体在极限状态下的静力学平衡条件得到桩间距的计算公式.运用该公式对一抗滑桩工程实例进行计算并优化,结果表明,该桩间距计算公式具有较好的适用性,可推广采用.     

砂质高边坡路堑工程双排桩支护结构数值分析

针对川藏铁路某风积砂高边坡路堑工程中“双排桩+植筋挡土板”支挡结构的设计，运用理论分析和数值计算方法，对双排桩设计方法、结构形式、桩间距等主要问题进行了研究。结果表明:单位宽度设桩数量不变时，矩形布桩在结构受力、抵抗变形、桩-土作用方面均优于梅花形布桩；桩间距取2~4倍桩径时，桩间土拱效应显著，桩间土加固效果好；连接钢筋最大轴力位于两端，应采取加强措施。     

考虑自重应力的悬臂式抗滑桩三维土拱效应及合理间距研究

为了探讨路堑边坡悬臂式抗滑桩的合理间距问题,考虑到自重应力的存在及桩间土的受力特点,根据桩间滑体自身的强度条件及土拱的轴向应力与拱跨的关系,建立了三维计算模型;推导出悬臂式抗滑桩的临界高度与最大桩间净距的计算公式,并结合计算公式研究了桩间距对相关参数的敏感度,模拟了桩间土拱效应沿高度分布的空间形态,分析了桩后土拱效应的影响范围;通过工程实例对推导的合理桩间距计算方法进行了验证.结果表明:实际设计值与计算结果基本一致,在对悬臂式桩土拱效应进行研究时应建立三维模型.     

地震作用下抗滑桩间距计算与分析

基于太沙基松弛土压力理论，建立地震作用下桩间土拱效应受力分析模型，推导了考虑地震作用的抗滑桩间距计算公式。探讨了土拱有效影响范围和桩间土荷载分担比的合理取值，结果表明:土拱影响范围应为2.5倍的桩间净距，桩间土荷载分担比一般小于0.20。结合算例，不同地震烈度条件下桩间净距较不考虑地震时减小了8.1%~51.4%。敏感性分析显示，桩宽度、推力荷载大小和土性参数均会直接影响桩间净距计算值的大小，并且各变量对其影响程度在低烈度地震条件下更加明显。     

桩网工法处理城市快速路的现场测试与分析

为了解桩网复合地基的工作机理,对东莞市东部快速路的4个断面进行了现场测试。重点对各个断面的桩顶沉降、桩间土沉降、桩顶应力以及桩间土应力等测试结果进行了详细的分析和比较。结果表明:桩网复合地基能够有效地减小路基总沉降和桩土沉降差,桩土沉降差为14～47 mm;路堤填土中存在明显的土拱效应;土拱高度集中在0.76～0.94倍的桩净间距之间,平均为0.88倍的桩净间距;桩土应力比和桩土沉降差在变化过程中基本保持着同步性,桩土沉降差与土拱效应发挥程度密切相关,桩土沉降差是产生土拱效应的前提条件。