基于统一强度理论多层滑坡体中抗滑桩最大桩间距研究

抗滑桩是防治滑坡的重要工程措施之一,桩间距是抗滑桩设计中的一个重要参数。已有的桩间距研究主要是针对单层均质滑坡,但实际工程中多数滑坡体是多层的,因此对多层滑坡体抗滑桩桩间距的研究就显得尤为重要。在研究多层滑坡体中的抗滑桩最大桩间距时,在确定滑坡体中的最危险滑体后,考虑多层滑体相互作用,运用滑坡推力分布函数及土体抗力分布函数对最危险滑体进行了受力分析,基于统一强度理论对最危险滑体的平衡条件与土拱强度条件进行了研究,推导出了抗滑桩最大桩间距方程。最后对2个实例进行了计算,计算实例1说明了该计算方法在计算多层滑坡体中最大桩间距时,计算结果偏于安全,计算实例2厚坝滑坡验证了运用滑坡推力分布函数使最大桩间距计算结果更合理。     

双排抗滑桩的受力特性研究——以柳家坡2号滑坡治理工程为例

岚皋县柳家坡2号滑坡的推力和规模较大,单排桩或者一般的支挡结构已经无法满足抗滑力的要求。而双排抗滑桩在满足抗滑力的同时,更具有刚度大、稳定性高等特点。为了研究岚皋县柳家坡2号滑坡在治理过程中双排抗滑桩各排桩分担的滑坡推力的大小,通过对前后两排桩进行单独受力分析,推导出桩身变形推力的计算公式;通过对双排桩治理后的滑坡进行二维模拟,对滑坡的稳定性、应力与应变以及双排桩的弯矩与剪力进行深入的探究分析。研究表明,抗滑桩在滑面处及锚固段中部受到的剪力最大,且后排桩相较前排桩所承受的滑坡推力更大,这为抗滑桩的设计计算提供了参考意义。     

基于有限差分法的抗滑桩计算机辅助设计

基于地基系数“m-m”法、“m-k”法、“k-k”法的原理,考虑桩顶和桩底边界条件以及桩在滑动面处位移、转角、弯矩和剪力的连续条件,可解得桩身各节点的位移和内力,提出了进行抗滑桩全桩内力计算的有限差分法。根据差分方程并用VB6.0编制了实用的计算程序,既可避免繁琐的查表计算,提高计算速度,又可提高计算精度,直观生动,真正实现了人机交互,在界面的引导下,设计人员可完成全部计算,并绘出内力图形和抗滑桩截面配筋图,使设计更方便快捷,该软件可以极大地提高生产效率,降低工程造价,从而实现抗滑桩的优化设计。最后采用上述方法对某滑坡的悬臂抗滑桩进行了设计与计算。     

多排埋入式抗滑桩在武隆县政府滑坡中的应用

武隆县政府滑坡规模巨大,滑坡体长280～340 m,滑坡体厚15～35 m,滑坡推力最大达9 000 kN/m,采用一排抗滑桩难以抵挡如此巨大的滑坡推力。设计采用了多排埋入式抗滑桩进行支挡,将桩的长度减小了约1/3,节省了工程投资。介绍了该滑坡采用埋入式抗滑桩的设计计算方法,重点介绍了采用有限元强度折减法对多排桩的推力及桩的长度设计与计算,供同行或类似工程参考。     

基于遗传算法的抗滑桩优化设计

抗滑桩由于其桩位布置灵活、施工比较方便、治理效果可靠,是滑坡治理工程中广泛采用的一种抗滑措施。一直以来抗滑桩设计都是沿用手工查表计算的方法,采用这种传统的抗滑桩设计方法不仅增加了工程师繁重的计算工作,而且很难实现优化设计。文章在对抗滑桩的工作机理进行分析的基础上,讨论了影响抗滑桩经济性的主要因素,以抗滑桩的截面宽、高和长度为基本要素,建立了抗滑桩优化设计的数学模型,并采用遗传算法进行求解。最后对一个工程实例用传统设计方法和优化设计方法所得的结果进行了比较,结果表明,对抗滑桩进行优化设计不仅能减轻工程设计人员的工作量,还可以在满足安全的条件下明显的降低工程费用,在滑坡治理工程中具有一定的实际意义。     

三峡水库水位波动条件下滑坡抗滑工程效果的数值研究

抗滑桩是三峡库区滑坡治理工程中常用的措施,在三峡水库长期的周期性水位波动条件下,抗滑桩工程效果如何,即是否能够保证滑坡的整体稳定,是目前迫切需要研究的重要课题。选择三峡库区巴东县新县城的谭家坪滑坡次级滑坡-白水沟滑坡为研究对象,在分析工程地质条件和设计资料的基础上,建立二维有限元计算模型,选择合理的岩土力学参数和桩计算参数;利用ANSYS 软件,依据不同的模拟方案,分别模拟分析了滑坡在仅考虑自重、自重加暴雨在水位变化条件下的变形和稳定性状况以及抗滑桩的工程效果,即滑坡在设桩条件下的变形和稳定情况。结果表明：①白水沟滑坡破坏机理为牵引式。在暴雨和水位下降条件下,滑坡稳定性降低;周期性水位变化后,滑坡稳定性逐步下降,最终失稳;②依据自重和暴雨工况,考虑175 m降至145 m水位进行的抗滑桩设计,起到了明显的抗滑效果。③周期性水位波动后,滑坡变形破坏逐步加剧,说明抗滑桩虽然起到了的抗滑作用,但阻滑效果逐步下降。因此,在滑坡抗滑工程设计时应考虑该因素的影响,适当提高安全储备。     

边坡抗滑桩加固的三维有限元计算

本文以王山村滑坡为研究对象,围绕其工程中静力抗滑稳定问题,通过室内试验对影响王山村滑坡稳定性的地质构造、场地工程条件等内在因素进行分析评价。在此基础上,利用大型商业软件ABAQUS对边坡抗滑桩加固模型进行有限元计算分析。通过对加固在边坡模型底部、中部及上部3个常见桩位稳定性系数的计算,得到了3个桩位的稳定性系数。计算结果表明：加固在模型中部桩位的安全系数最高,为1.58。为综合考虑静力作用下坡脚应力集中及动力作用下的坡顶加速度放大效应,设计了加固在边坡中点附近的上部桩位和下部桩位,并分别对其稳定性进行求解,计算结果显示两种桩位都具有较高的安全系数,分别为1.35和1.56。最后通过对模型坡面上5种桩位安全系数的对比,验证了上部桩及下部桩的可行性,可作为工程实践的参考方案。     

锚索桩板式挡土墙治理高边坡分析与设计

结合柳州市柳东新区路网截洪沟及边坡支挡工程实例,分析其中一段高差25 m的高边坡,采用极限平衡理论的折线型滑动面的传递系数法对滑坡进行稳定性评价及剩余下滑力计算,探讨三层锚索桩板式挡土墙的设计思路;分别运用滑坡推力法和库伦土压力法计算抗滑桩桩身内力,通过分析桩身内力情况,选择桩板式挡土墙的结构方案;同时介绍了挡土墙以上边坡坡面防护方案,高边坡施工期间及完工之后的监测方案和建议。     

舟曲江顶崖滑坡抗滑桩桩身响应监测分析

目前复杂地质条件滑坡抗滑桩工作状态下的受力变形研究仍不够充分。为了研究江顶崖堆积体滑坡抗滑桩的桩身响应,在抗滑桩内布置弦式钢筋应力计和埋入式应变计,对抗滑桩进行长期桩身应力-应变监测,基于监测数据建立计算模型计算抗滑桩全桩弯矩,用有限元软件PLAXIS 3D建立模型对抗滑桩进行研究。结果表明:监测到的单根钢筋最大应力为112.5 MPa,远小于设计值,弦式应变计最大应变为34 με;建立的单筋矩形截面受弯构件计算模型较为可靠,可用于类似工程中;有限元软件计算所得弯矩小于设计弯矩,两者变化趋势相同;抗滑桩目前处于安全状态,滑坡治理效果显著。     

长江三峡归州老城滑坡稳定性评价及治理方案论证

对三峡归州老城滑坡的区域地质环境、工程地质特征作了介绍,分析了影响滑坡的各种因素,并对该滑坡的稳定性进行了计算和评价,当库水位上升到156 m以上,该滑坡处于欠稳定状态。在此基础上针对该滑坡设计了两套治理方案,支挡方案1:抗滑桩(一排) 截排水沟,支挡方案2:抗滑桩(两排) 截排水沟,并从这两套方案的工程投资、施工条件、对周围环境的影响和治理后的工程可靠性等方面综合比较,最终确定方案1为治理方案。     

剩余下滑力曲线在水库滑坡抗滑桩设计中的应用

水库滑坡抗滑桩工程设计是多年来工程界研究的热点课题。如何合理的确定设计滑坡推力对于抗滑桩的优化设计是十分重要的。在深入研究剩余下滑力曲线的基础上,针对《规范》与工程设计中存在的一些问题,引入“基准工况”与“控制设计工况”的概念,对桩位于抗滑段与下滑段提出不同的设计滑坡推力的确定方法,并将其应用于宋家屋场滑坡治理工程设计中,将产生巨大的经济效益。     

三峡库区库岸滑坡抗滑桩设计的几个关键问题

水库滑坡(变形体)防治工程研究是三峡库区地质灾害防治工作的重心和难点问题.依据抗滑桩优化设计工作中各重要环节的工作内容,对滑带土强度参数的选择,抗滑桩位置和设计推力、抗滑桩间距、锚固段长度的确定等影响抗滑桩优化设计的关键技术问题进行了讨论,提出解决这些问题的方法.     

高速公路顺层路堑边坡优化设计方法

高速公路顺层路堑边坡的稳定与否, 直接影响着公路的运行安全, 因此对该类边坡特点进行总结, 确定其研究方法是一项十分重要的任务.首先对高速公路顺层路堑边坡特点进行了总结, 提出了高速公路顺层路堑边坡从野外调查-稳定评价-开挖坡角确定-加固设计的优化设计路线.在此基础上, 以京珠高速公路大悟县境南段为例, 按照高速公路顺层边坡设计思路: 即在分析工程地质条件的基础上, 采用剩余推力法和Sarma法计算了其稳定性, 对影响边坡的各因素进行了敏感性分析; 并根据计算成果确定了最优设计坡角.在保证边坡总体稳定的前提下, 提出了边坡开挖方案及经济合理的边坡锚喷加固设计方案.结果表明该设计方案对工程建设具有很强的系统性和实用性.      

万塘滑坡治理效果预测评价

万塘滑坡是湖北省秭归县香溪河右岸受库水位变动影响的土质滑坡,拟采用抗滑桩进行治理,迫切需要对治理效果进行预测评价。以万塘滑坡地质结构特征、形成机制为基础,采用极限平衡法、FLAC3D显式有限差分法、ABAQUS有限元法相结合,分别从滑坡治理前后稳定性系数变化、剩余推力大小、应力应变分布特征、塑性区变化、抗滑桩桩身结构受力条件5个方面对滑坡治理效果进行评价。研究结果显示,滑坡经治理后不但局部稳定性得到改善,整体稳定性也能满足规范要求。计算结果不但为自然条件下滑坡稳定性分析提供了参考,还为滑坡治理工程效果评价提供了依据,并对施工后布置监测工作有指导意义。      

滑(边)坡稳定性计算分析中的滑坡推力计算方法

滑坡推力计算一直是边坡稳定性分析、防护加固设计及滑坡治理抗滑工程设计中的核心问题。根据抗滑支挡工程结构与被加固滑坡体的力学关系,滑坡推力计算方法可概括为分离法、虚力法及结构与岩土数值耦合法。不同的计算方法得到的滑坡推力值有差异。用以上3种方法对拟设桩结构物的内力进行计算,对比分析发现,分离法及虚力法最终均需对桩侧滑坡推力分布形式进行假定,假定分布形式不同所得内力不同;数值耦合法可直接得到桩侧应力分布形式,且考虑了桩与岩土的偶合效应,计算结果较为合理,有必要进一步分析研究与推广应用。     

Optimum Design of Highway Excavation Slope Angle: Evidence from Dawu Section of Jingzhu Highway

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＨｉｇｈｗａｙｅｘｃａｖａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎ ,ａｐｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｌｏｐｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ,ａｉｍｓｔｏｐｒｏｐｏｓｅｔｈｅｓｕｉｔａｂｌｅｅｘｃａｖａｔｉｏｎｓｌｏｐｅａｎ ｇｌｅｗｈｉｃｈｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｔｈｅｓｌｏｐｅｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｔｈｅｅｃｏ ｎｏｍｉｃｓｅｃｕｒｉｔｙ .Ｔｈｅｈｉｇｈｗａｙｓａｆｅｔｙｉｓｓｔｒｏｎｇｌｙａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｅｘｃａｖａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｓｌｏ…     

高速公路滑坡稳定性分析及治理优化研究

在分析溪沟口滑坡工程地质概况及形成机理的基础上,采用传递系数法和有限元法对其进行了稳定性评价。结果表明,该滑坡稳定性达不到安全标准,必须进行加固治理。考虑滑坡稳定状况,采用抗滑桩结合地表排水对滑坡进行治理。在传递系数法结合有限单元法计算结果的基础上,构造出一定数量的抗滑桩加固方案,分别计算其治理后的稳定性和工程造价,以此为进化神经网络的学习样本, 建立设计参数与稳定性及加固方案造价之间的非线性映射关系,利用遗传算法在全局范围内快速搜索出最优的设计参数,选择合理的滑坡治理方案。最后利用有限元法对滑坡体治理前后的稳定状况进行分析,对所提出的优化治理方案进行稳定性验算,结果证明优化方案能够达到滑坡治理的设计要求,治理效果明显。     

库水位波动条件下不同桩位抗滑桩抗滑稳定性研究

水库滑坡抗滑桩治理设计工作中,桩位的合理选择直接关系到工程安全和造价。以张桓候庙园区东侧滑坡为例,在分析滑坡地质条件的基础上,依据三峡水库实际运行条件进行不同桩位滑坡变形规律及稳定性变化规律的GeoStudio数值模拟研究。结果表明：①库水位上升时,滑坡前缘位移减小,后缘位移增大。滑坡前缘在水位下降和最低水位时出现位移极大值;滑坡后缘在水位上升和最高水位时出现位移极大值。②对滑坡后缘位移最有效的控制桩位为位于地面高程175 m的下滑段接近滑坡最大推力区域的桩位Ⅰ,对前缘和中部位移最有效的控制桩位是位于距滑坡剪出口130 m阻滑段的桩位Ⅱ,最优桩位是桩位Ⅱ。考虑水位波动的影响,提出了对现有抗滑桩设计的设计安全系数修正方法,为水库滑坡抗滑桩设计提供参考。     

门架式抗滑桩设计参数优化与桩体变形分析

近年来,因门架式抗滑桩具有较高的能效比,可以更为经济地实现有效加固,因而在大型滑坡地质灾害的治理中被广泛使用。门架式抗滑桩的设计参数选取是实际工程中的难点,因此本文采用数值模拟的方法对其设计参数的选取进行了优化研究。首先,对门架式抗滑桩的加固机理进行了阐述,详细分析了桩土的耦合作用。然后,基于加固后边坡稳定性的变化以及潜在滑移面的形态演变,对桩的设计参数进行了优化分析。在此基础上考虑到门架式抗滑桩的显著特点是在联系梁作用下桩体结构的受力协调,本文重点量化分析了分级堆载情况下门架式抗滑桩体结构的受力协调性,特别是利用荷载分担比来量化分析前后排桩的受力协调性,根据其在不同设计参数下的变化规律,得出桩体最佳桩间距和桩排距范围分别是3D~5D和3D~4D(D为桩径);最后,建立了最佳桩体设计参数条件下桩顶位移与堆载之间关系的指数函数方程。这一研究将为门式抗滑桩的设计与变形控制提供理论依据。