计算锚索抗滑桩变形及内力的一种新方法

结合结构力学和弹性地基梁理论,考虑锚索的弹性变形,建立了一种计算锚索抗滑桩变形及内力的新方法。在建立公式时,将抗滑桩从滑面处分为上、下两部分;对嵌固段的桩按弹性地基梁计算,滑面以上的桩用力法计算;利用滑面处的变形协调条件,建立了锚索抗滑桩的计算公式,所得公式可以方便地用于求解锚索的设计拉力、抗滑桩的内力及变形。最后,以某滑坡治理工程为例,计算了锚索拉力及抗滑桩的内力,验证了计算方法的可靠性,并与普通抗滑桩的计算结果进行了对比分析。     

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.     

渐进式滑坡锚索抗滑桩预应力张拉值计算

依据渐进式滑坡蠕变特点，现有锚索抗滑桩计算模型针对渐进式滑坡桩–锚–土三者相互作用过程考虑较少。针对这一问题，将渐进式滑坡缓慢失稳的变形特征和预应力锚索抗滑桩从空载到满载动态工作过程相结合，利用Winkler弹性地基梁理论，优化了锚索抗滑桩桩–锚变形协调条件，考虑桩后土压力渐进变化过程，构建不同工况桩–锚–土协同工作的计算模型，推导了预应力锚索抗滑桩施工阶段初张拉值的计算方法。结合工程算例和有限元软件数值模拟结果，为获取较高精度的计算数值，采用MATLAB软件编译程序进行计算分析。结果表明：1）渐进式滑坡“稳定–蠕动–失稳”阶段性变形特点决定了预应力锚索抗滑桩“空载–加载–满载”三阶段桩–锚动态内力变形过程，明确了各阶段桩后可能存在的土压力模型，单纯进行满载阶段锚索拉力设计不符合渐进式滑坡实际作用机理，进一步证明施工阶段锚索预应力张拉值设计的重要性；2）渐进式滑坡推力由尚未产生的初始空载阶段至完全作用的满载阶段，两阶段并非互相独立存在，二者通过桩–锚变形协调条件相互作用，表明了施工阶段抗滑桩预应力张拉力值大小受满载阶段桩锚内力及变形大小的影响；3）依据渐进式滑坡锚索抗滑桩动态内力变形过程，保证抗滑桩受荷段和锚固段内力大小均衡相等，优化了满载阶段全桩弯矩平衡设计原则，确立了以静止土压力作为施工阶段预应力张拉值设计标准，对比表明，此计算方法优于其余4种现有算法，同时有限元数值模拟结果与本文算法贴合度较高，进一步验证了此计算方法的合理性和可靠性。研究成果可为渐进式滑坡中预应力锚索抗滑桩的设计计算和施工提供技术指导。     

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。     

弹性抗滑桩内力计算的有限差分“m—k”法

基于地基系数“m-k”法的原理,提出了进行锚索抗滑桩全桩内力计算的有限差分法,同时,编写了该法的计算和图形处理程序。实例计算结果表明：只要等量差分段取得足够小,虽然所耗机时稍长,但可获得高精度数值解,其精度高于采用传统手算法所得的精度,而且图形处理结果可优化抗滑桩的结构设计,且考虑了各种桩底支承条件。本方法基本原理同悬臂桩法,滑动面以下锚酒桩的内力计算同普通桩完全相同,滑动面以上不同的只是此时的桩顶条件有所不同,必须考虑锚索拉力的作用。地基系数“m-k”法适用于滑动面以上地层为土层或严重风化岩层,滑动面以下为岩层的情况。     

桂柳一级公路石城坪滑坡抗滑桩研究

由力学模型及边界条件建立对原有抗滑桩允许水平承载力的求解公式，解决了国家规范中算深度〈２．４的桩水平承载力的计算，应用本公式评价石城坪滑坡原有抗滑桩的抗滑能力，为岩土工程治理提供依据，新增了抗滑桩的内力计算，配筋计算及施工及构造要求。     

基于抗滑桩内力计算“m”法的有限差分法

传统的弹性地基系数“m”法在计算抗滑桩或其他横向受荷桩内和时,由于需查表手算,不但计算过程繁琐,容易出错,而且受查用表格中各系数误差的影响,常使计算结果出现不同程度的误差,为此,作者基于“m”法的原理,提出了进行抗滑桩全桩内力计算的有限差分法,同时,编写了该法计算和图形处理程序,与传统方法进行验证和对比,实例计算结果表明：只要等量差分段取得足够小,虽然所耗机时稍长,但可获得高精度数值解,其精度高于采用传统手算法所得解的精度,而且程序图形处理结果可优化抗滑桩的结构设计;该方法也可用来分析其他横向受荷桩,如桥染桩基、海洋石油钻井平台桩基等的内力。     

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。     

下红岩堆积体抗滑桩加固效果监测分析

对抗滑桩加固效果的监测分析,是滑坡治理工程中的一项重要工作,对检验滑坡治理效果以及监控抗滑工程的安全性有着重大意义,也为抗滑桩优化设计提供了可借鉴的实测资料。为了检验西南某水电站下红岩堆积体抗滑桩加固效果及保障水电站施工期的安全,采用大地测量与GPS相结合的方法、钻孔测斜仪法、钢筋计法等,对该堆积体表面变形、内部变形、地下水位变化,抗滑桩的应力、应变以及所受土压力进行了长期监测。监测结果表明:抗滑桩对堆积体起到了较好的加固作用;降雨是堆积体内部变形的一个重要影响因素;堆积体顶部位移量较大,深部未发生较大变形;堆积体的变形量从前部往后部逐渐增大。     

桂柳一级公路K250段边坡变形原因及加固措施

Ｋ２５０段边坡变形的原因是老滑坡的影响，降雨诱发，削坡不当及抗滑桩桩长不足，桩位欠合理等。可采用削坡、排水和再加抗滑桩对该边坡进一步加固。     

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.     

抗滑桩的桩间土拱和临界间距的探讨

在抗滑桩桩间土拱力学特性分析的基础上，提出了以桩间土体的Mohr-Coulomb破坏准则、土体的力学平衡和桩间土体的绕流阻力计算共同控制来确定临界桩间距的方法，并得到了较为合理的桩间距的计算公式。定量说明了在其他因素不变的情况下，临界桩间距随桩后土体的粘聚力和内摩擦角的增大而增大，随桩后滑坡推力的增大而减小。最后以一工程实例说明了桩间距的计算过程，得到了比较合理的结果。     

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.     

横观各向同性在抗滑桩加固边坡中的应用

讨论了土体强度横观各向同性和非均质性,分析了考虑强度横观各向同性与非均质性边坡的计算方法。采用极限平衡法推导出考虑强度横观各向同性与非均质性边坡稳定计算公式,对安全系数计算方法中土体抗滑力矩与抗滑桩抗滑力矩计算公式进行了修正,得到了同时考虑土体强度横观各向同性与非均质性抗滑桩加固边坡的计算方法。通过实例验证,得到当假定水平粘聚力不变,在考虑土体强度横观各向同性时计算安全系数相对误差小于不考虑土体强度横观各向同性边坡。在实际抗滑桩加固边坡工程中考虑土体强度横观各向同性是必要的。     

轴、横向荷载下基于局部彼得罗夫-伽辽金法的超长桩受力分析

轴、横向荷载下,桩与土的相互作用为一个三维空间问题.笔者通过综合分析,采用无网格局部彼得罗夫-伽辽金法(MLPG),并计入桩顶P-Δ效应对桩身内力的影响,提出了层状地基中轴、横向荷载下桥梁基桩的受力分析方法.计算表明:该方法可应用于超长桩大变形、材料不连续性等问题的分析,在分析中考虑了层状地基及P-Δ效应,紧贴实际应用,且具有较高的计算精度.     

浅埋偏压隧道边坡稳定性分析

基于有限元软件建立三维弹塑性模型，依托某隧道边坡工程，探讨了"锚杆+抗滑桩"联合支护参数对边坡稳定安全系数以及最大剪应变的影响，进而得到最佳支护方案。通过现场监测结合数值模拟，对比了有无该支护方案下边坡及隧道的围岩变形特征，利用抗滑桩应力与锚杆轴力的分布特征，再次明确该方案的支护效应。结果表明：最佳支护方案为方案A （抗滑桩14 m、锚杆14 m），支护后的边坡安全系数显著提高，抗滑桩与锚杆相比对边坡的安全系数影响更大；相较于无加固工况，联合支护下边坡的水平位移与竖直位移显著降低，土体变形区范围明显缩小；抗滑桩体主要承受压应力，最大值出现在桩中部，总体呈现"中端大，上下两端小"的分布模式；锚杆轴力随着锚固深度增加呈现线性减少趋势；隧道变形实测数据与数值模拟结果基本吻合，联合支护方案对控制隧道变形有显著效果。     

三峡库区滑坡治理工程中抗滑桩综合优化研究

根据滑坡推力分布特点,提出了不等桩间距布设原则。结合抗滑桩桩间距模型的研究、截面尺寸优化研究和锚固比研究的相关成果,在满足安全系数设计要求的前提下实现工程造价最小化的优化目标的前提下,建立了考虑桩截面宽度、截面高度、桩间距和锚固比各参数的优化求解模型,采用黄金分割优化算法和计算机编程,为抗滑桩设计提供了一个综合优化研究方案。结合三峡库区工程实例应用,表明该综合优化方案具有显著的经济效益。     

抗滑桩加固边坡稳定性3维极限上限拓展分析

抗滑桩作为常用的边坡加固手段,被广泛应用于工程实践中,其影响下的边坡稳定性分析,具有较高的理论和实践价值。采用极限分析上限法,通过引进参数拓展了边坡3维计算模型,建立了内外功率平衡的边坡安全系数计算框架,并通过优化计算得到一定参数条件下边坡的安全系数上限解和最危险破坏机构形状。在此基础上,分析了抗滑桩加固后边坡破坏模式和稳定性受抗滑桩位置、桩距、坡角、机构限宽等参数的影响规律,并讨论了不同参数条件下破坏面形状的变化规律和边坡稳定性变化的内在机理。结果表明：最安全抗滑桩位置不受机构限宽影响,位于坡面中点与坡顶间的某一位置;当机构限宽较小且抗滑桩位置靠近坡趾时,边坡破坏面通过坡面。抗滑桩位置距离坡趾越远,破坏面越靠近坡面且曲率越大。当桩距较小时,边坡倾向于在抗滑桩位置上方发生次级滑动;边坡整体安全系数随桩距的增大而降低。随着机构限宽的增大,边坡安全系数逐渐降低,并逐渐接近2维破坏机构的安全系数。边坡破坏机构随桩距和机构限宽的增大而增厚。当坡角较小时,边坡破坏面通过坡趾下方。本文方法不仅对边坡破坏机构类型的拓展具有理论意义,而且实现了计算结果的进一步优化。     

悬臂式抗滑桩设计参数对其工作性能的影响分析

针对当前悬臂式抗滑桩设计计算的流程,结合地基系数法和有限单元法,以改变设计参数为研究手段,重点分析了桩截面类型、桩截面几何尺寸、桩间距、锚固段岩土体强度和嵌入深度对悬臂式抗滑桩工作性能的影响。探讨了几个重要设计参数选取与悬臂式抗滑桩支护效果之间的关系,提出了悬臂式抗滑桩设计时应遵循的几个重要原则。