抗滑桩内力的BOTDR监测分析

为了获取抗滑桩的内力分布数据及客观评价抗滑桩工作状态,通过在抗滑桩上布置光纤传感器,对抗滑桩进行桩身应变监测.研究结果表明：该种测量方法实现从抗滑桩浇注完成至滑坡推力作用整个过程的应变变化过程的监测,成功采集到抗滑桩受力过程中桩身任意深度处的应变;抗滑桩浇注完成后,由于混凝土凝固,首先有一个桩身收缩的过程,达到稳定的时间约4个月;选取桩身收缩应变完成点作为计算初值,再依据钢筋混凝土构件计算理论,对抗滑桩的轴向应力进行计算分析,得出抗滑桩目前的安全状态评价结论.     

考虑桩土相互作用的“品”字型抗滑桩计算方法

基于对抗滑桩在滑坡防治工程中的应用研究,提出一种新型组合式“品”字型抗滑桩,抗滑桩由3根单桩通过桩顶连梁连接组成空间结构,具有刚度大、变形小的特点;基于位移土压力模型,建立桩身挠曲线微分方程,后排桩在滑坡推力作用下发生变形并直接作用于桩间土上,引入Boussinesq解,通过对桩间土附加应力的求解进一步计算作用于前排桩的附加滑坡推力;将“品”字型抗滑桩应用于舟曲锁儿头滑坡,通过现场试验和现场监测与理论计算方法所得弯矩值和位移值的对比表明,所建立的计算方法合理可行,为进一步研究桩土相互作用的抗滑桩受力机理提供了一定的依据.     

h型抗滑桩抗滑机制模型试验研究

为了探讨h型抗滑桩加固滑坡体的作用机制,利用专门设计的物理模型试验装置,在室内进行了不同锚固深度、不同前后桩间距的抗滑桩模型试验.试验结果可以看出:粘聚力较大地层中h型抗滑桩前桩前侧抗力和后侧推力呈三角形分布,后桩的前侧抗力呈矩形分布,对于后桩的后侧推力试验中有抛物线、重心偏上的抛物线、矩形3种分布形式.由此可知,在确定粘聚力较大地层中h型抗滑桩结构计算图式时,前桩前侧抗力和后侧推力都可以按三角形分布计算,后桩前侧抗力按矩形分布计算,后桩后侧推力分布不仅要考虑滑体力学性质,还应根据抗滑桩锚固深度及前后桩间距具体分析.     

滑坡设计推力优化计算

针对滑带参数取值与解决常规滑坡设计推力不确定性的问题,在滑带土本构方程的基础上,引入渐变软化段位置函数和规模放大系数反映实际滑带土的时效性.提出基于监测位移确定各点滑带土强度的量化方法,推导考虑桩土耦合作用的不平衡推力改进法.以攀枝花机场某滑坡为例,对不平衡推力改进法与传统不平衡推力法进行对比.结果表明：利用不平衡推力改进法求得的滑坡推力介于传统不平衡推力法的显示解和隐示解之间;随着桩处滑面倾角的增大,抗滑桩推力增大;随着安全系数的增加,利用改进显示法得到的抗滑桩推力较大,利用改进隐示法得到的抗滑桩推力较小.     

T型抗滑桩在滑坡治理中的应用

工程上惯用的抗滑桩形式一般为竖直型,由于设计保守通常会造成钢筋与混凝土等材料的浪费。对比与传统抗滑桩结构,介绍了一种新的抗滑桩的结构形式,并对其工作机理与理论方法加以说明,同时结合河南某公路滑坡T型抗滑桩应用实例进行内力计算分析。结果表明:该种抗滑桩结构可以通过悬臂段的支撑反力来抵消部分桩前滑坡推力的影响作用,在一定程度上可以减少桩身结构的材料用量及自身长度,代替桩锚联合体系,可以更经济有效地适用于滑坡治理工作中。     

锚拉抗滑桩有限杆单元计算及最优锚拉力研究

针对工程滑坡中岩土性质的具体情况,假定地基系数满足线性增长规律,考虑桩身自重的影响,得出斜向锚索荷载、滑坡推力以及锚固段抗力共同作用下的抗滑桩计算分析的有限杆单元分析计算方法。结合具体实例,对上述方法进行了验证,同时探讨了在无预应力锚索和不同锚索力作用下抗滑桩的受力特性。分析结果表明,预应力锚索的使用对抗滑桩的受力状况有较大的改善,并且施加于锚索上的预应力为0.3倍剩余下滑力时,抗滑桩的受力最合理。     

桩后及桩侧土拱共同作用的抗滑桩桩间距分析

为得到较为符合工程实际的抗滑桩合理桩间距计算公式,在考虑桩土相互作用及已有数值模拟结果的基础上,提出桩后土拱及桩侧土拱同时存在并共同受力的计算模型,且两者拱轴线线型符合合理拱轴线条件.分析抗滑桩桩后土拱及桩侧土拱极限承载力,并假定在合理桩间距条件下,桩后土拱及桩侧土承载力之和为土体总推力的大小.在此假设的基础上,推导出合理桩间距的计算公式,分析考虑滑坡推力在沿桩深度方向上非均匀分布的工况,并与工程实际进行比较,结果与之相符合.对所得合理桩间距计算公式中参数进行分析,结果表明:合理桩间距随抗滑桩截面尺寸及土体黏聚力增大而线性增加,随土体内摩擦角增加而曲线递增.     

成兰铁路高陡边坡稳定性分析及加固措施

在我国铁路建设过程中,线路不可避免地布置在高陡边坡坡脚,因此开展高陡边坡稳定性分析及加固措施研究显得十分重要。通过工程实例,利用有限元强度折减法计算了边坡安全系数,运用不平衡推力法获取边坡的滑坡推力,提出了双排抗滑桩支护的加固方案;通过数值模拟与现场监测综合分析双排抗滑桩的加固效果,并结合降雨和地震工况,开展了不同工况下双排抗滑桩桩后土体变形以及桩前土压力分布规律研究。研究结果表明:1)双排抗滑桩对高陡边坡有较好的加固效果;2)2种不利工况下,边坡位移变化规律基本一致,后排抗滑桩桩后位移更大,前排抗滑桩桩前土压力在滑面位置处发生突增;3)双排抗滑桩能有效防治边坡塑性变形,对双排抗滑桩桩间土塑性变形防治尤为明显。研究结果可为双排抗滑桩在高陡边坡加固中提供指导。     

三峡库区滑坡治理中抗滑桩锚固深度的研究

分析了三峡库区滑坡治理中抗滑桩锚固深度一般取桩长的1／2～1／3存在的问题。用弹性地基系数法，计算了弹性桩作用于桩侧岩土体的应力。滑动面为倾斜面时，对桩前岩体中存在的不利结构面进行抗滑稳定性验算，得出抗滑桩的最小锚固深度，提出了根据桩周岩土体的性质来确定桩侧岩土体的横向容许承载力。工程实例表明：桩的锚固深度的确定可以依据桩的不同结构形式，稳定地层的强度，滑坡推力，桩的刚度，桩的截面和间距及是否考虑桩前滑体的抗力等因素综合确定。     

桩板式挡土墙桩-板土压力传递特性的试验研究

广泛应用于路堑、路堤以及滑坡等特殊路基支挡工程的桩板式挡土墙目前多采用桩后搭设直板的结构形式,致使设计严重偏于保守。为明确不同挡土板布设位置下桩板式挡土墙桩–板土压力的传递特性及其分布规律,基于相似原理采用室内物理模型试验,开展桩前置板、桩后置板以及桩间无挡板3种典型工况的室内模型试验研究,获取桩–板后填土在水平推力作用下的整体变形及其典型破裂面特征,监测并确定抗滑桩两侧、桩间挡土板背侧以及填土跨中土压力的分布规律。试验结果表明:在水平推力作用下,桩前置板、桩后置板以及桩间无挡板3种典型工况的桩–板后填土均产生一条横跨加载面的整体裂缝。抗滑桩和桩间挡土板的背侧土压力大致分别呈"勺子型"和"梯形"分布,且相较于桩后置板工况而言,尽管桩前置板工况下抗滑桩所承担的土压力较大,但桩间挡土板所对应的土压力则显著降低。由于桩间挡土板的存在,尤其是桩后置板工况,在一定程度上削弱了桩–板后填土的土拱效应,但桩前置板工况仍为桩–板后侧填土土拱效应的形成和发展提供了空间;相较而言,桩前置板工况可利用桩–板后填土土拱效应的发挥显著减少作用于挡土板上的土压力,设计时宜采用桩前挂板或板搭设在桩翼缘板上的结构形式。研究成果可为桩板式挡土墙的合理设计提供参考。     

双排桩多层土拱效应分析及计算理论

为了解决滑坡推力在双排桩上的分配及前排桩桩土土抗力确定等问题,从双排桩的多层土拱效应入手,分析了2种类型的土拱(端承拱、摩擦拱)在拱脚处的力学特性,推导出2种类型的土拱所能承载的极限承载力,然后对滑坡推力在前排桩的分配、桩前土抗力、前后排桩间距等问题进行研究分析,得到如下结论:当双排桩能够完全抵挡滑坡推力时,桩前土抗力几乎不存在,后排桩承担的滑坡推力大于前排桩承载的滑坡推力;当双排桩不能够完全抵挡滑坡推力,桩前土体存在抗力,前、后排桩承载的滑坡推力相同;且前、后排桩间距不应小于前排桩端承拱的矢高加半个拱厚.最后通过算例对得出的结论进行了验证.     

预应力锚索抗滑桩的有限元计算与应用

根据有限元理论和Winkler假设建立了预应力锚索抗滑桩数学模型和杆件有限元计算抗滑桩的计算模型.介绍了将该模型用于非Winkler地基的情况.利用MATLAB语言编制了相应的程序.结合望岭岩滑坡体治理工程实践,利用该程序计算了预应力锚索抗滑桩的内力和位移,并绘出了图形.利用该程序对普通抗滑桩和预应力锚索抗滑桩进行比较,从理论上得出了结论,认为预应力锚索抗滑桩是一种值得推广的加固措施.     

基于传递系数法确定支护桩设计推力的新方法

针对目前传递系数法用于计算桩后滑坡推力是可行的,但不能计算桩前抗力确定支护桩设计推力的问题,提出了一种基于传递系数法支护桩设计推力计算的新方法：利用传递系数法的思想,在工程安全要求条件下,从上往下分析各条块的剩余下滑力,同时逆向计算各条块的剩余抗滑力,支护桩设置处剩余下滑力与剩余抗滑力在水平方向上的差值即为支护桩的设计推力值,并给出了相应设计推力表达式,通过与其他计算方法比较,证明了该方法的合理性。该法不需要考虑推力传递系数或修正量,直接给出了设计推力的表达式,计算简便,实用性强。     

基于地基系数法的桩前土体抗力计算公式推导

针对现有抗滑桩桩前土体抗力计算方法的缺陷与不足,基于地基系数法推导了滑面边界条件为固定端和铰支端情况下的抗滑桩桩前土体抗力计算公式.为验证该公式的合理性与正确性,采用MIDAS GTS NX有限元软件建立了三维有限元边坡支护模型,并结合工程实例与现有计算方法相比较.结果表明,所推导出的计算公式能较精确地计算抗滑桩桩前土体抗力,从而得出更准确的桩身内力大小,降低了工程造价,在理论与工程实践中均有较好的借鉴价值.     

不平衡推力法在滑坡治理中的应用研究

运用不平衡推力法,通过判别现场划分工程等级,取土实验从而确定各个工况下的C、Ф及不同工况安全系数的设定．以四川某滑坡治理为例,在不同工况下进行滑坡稳定性分析计算,结果与实际调查一致。并与隐式法比较,说明不平衡推力法是简便、有效的,在工程实践中具有广泛的应用性。     

G4216仁沐新高速公路新市互通区巨型滑坡处治方案

G4216线仁寿经沐川至新市高速公路止点发育多处巨型滑坡,且新市镇作为仁沐新高速、宜新高速、新金高速、串新高速等4条高速公路转换的重要结点,有设落地互通的需求;因此给新市互通区的工程防护、处治设计提出了巨大挑战。在室内试验结合工程现状反算的基础上综合确定滑带土力学参数,再通过滑坡剩余推力计算,得到主滑断面最大剩余下滑力为16 720 kN/m,远超支挡结构提供的极限抗滑强度。结合互通区构造物设计、路基标高、滑坡推力等因素确定了分区处治方案:清方减载实现整体稳定;前缘设桩加固次级滑面;后缘设锚杆(索)加固清方形成的高边坡;采用小截面抗滑桩支挡顶部中小型滑坡;结合坡面截排水措施共同防护。     

泉州-三明高速公路K208＋850～K209＋190段滑坡稳定性评价

泉州-三明高速公路K208＋850～K209＋190段滑坡地质环境条件复杂,岩土层强度低,软化夹层发育,边坡开挖后产生滑坡活动。本文详细分析了滑坡的成因机理,采用不平衡推力法和有限元数值模拟法,评价了滑坡的稳定性特征。结果表明,滑坡处于蠕滑状态,稳定性差,边坡继续开挖将产生新的滑坡活动。