抗滑桩与滑坡体相互作用的非线性有限元研究

应用三维非线性有限元方法对滑坡在抗滑桩加固前后的稳定性进行计算，分析了抗滑桩的加固效果；并结合工程实例．计算分析抗滑桩受力、变形及其截面应力等工作效应，为同类工程计算及措施选择提供参考．     

抗滑桩加固路基边坡研究进展及应用

对抗滑桩加固路基边坡的国内外现状进行了概述。提出了抗滑桩在设计计算方面存在的一些问题,如抗滑桩的受力状态与桥桩受力状态的区别,滑坡推力与桩前滑体抗力的分布规律,锚固段长度的确定等,以此为抗滑桩在加固路基边坡方面的设计计算提供有用的参考。     

基于加固边坡的可靠性分析设计抗滑桩锚固深度

为了对抗滑桩锚固深度进行合理的设计,建立位移迭代有限元模型模拟桩-土间的相互作用,基于强度折减的位移迭代有限元法对边坡抗滑桩加固工程进行可靠性分析,把计算参数视为随机变量考虑参数变异性对抗滑桩锚固深度及边坡加固工程可靠性的影响。可靠指标的选取应考虑边坡工程等级,以目标可靠度为控制指标去指导抗滑桩锚固深度的设计。工程算例表明采用可靠性方法设计抗滑桩锚固深度是合理的,具有一定的工程应用价值。     

格构锚固结构与地基相互作用分析

为了研究格构锚固结构支挡加固松散土层效果，对格构锚固结构与地基土相互作用进行三维有限元模拟．研究松散土体在格构锚固结构作用下的变形及应力分布的变化规律，分析格构锚固结构的受力特征．结果表明，在格构锚固结构的作用下，滑坡体内部受到较均匀的压应力，土体强度提高，在纵横格构梁交叉的尖点处土体存在拉应力集中，塑性区的范围仅限于表层土；预应力锚索加固变形模量小的松散土层与加固变形模量大的岩体同样有效．格构梁的有限元模拟与解析解结果比较表明，按有限元解进行设计比较安全，若按解析解结果设计，建议乘以系数K=1．3．建议格构梁的纵横梁不论是中间梁还是边梁均采用统一的设计方案．     

多点锚固预应力CFRP带加固T梁的有限元分析

采用非线性有限元分析程序ABAQUS对无粘结体外预应力CFRP片材加固简支钢筋混凝土T形梁后进行数值模拟,该模拟梁共4根分别为3根梁侧对称加固,1根为梁底加固均为四点波形齿锚固预应力CFRP带。对比结果显示,数据模拟与试验结果在构件屈服以前的承载力、变形以及极限承载力吻合程度较好,构件屈服以后的变形差别较大,因此,可在一定程度上有效替代试验分析方法。依据吻合程度最好的TL3参数设计了"两点锚固"和"四点锚固"的模型进行模拟分析。通过对锚固点数及加固量改变的对比分析可知,依据加固构件的弯矩改变各段加固量及布置锚固点数的方法既可以保证加固效果不降低,又可以节约CFRP材料。     

刚柔复合抗滑桩受力与变形特性数值模拟分析

基于某高速公路路堤边坡支挡工程,采用有限差分软件FLAC3D分别建立普通刚性抗滑桩和刚柔复合抗滑桩加固边坡的三维数值模型,对比分析两种抗滑桩结构的受力与变形特性,进而探讨柔性材料厚度、柔性材料弹性模量及抗滑桩弹性模量等关键设计参数对刚柔复合抗滑桩受力与变形特性的影响.研究结果表明:与普通刚性抗滑桩相比,刚柔复合抗滑桩可以明显减小桩身弯矩、剪力及桩侧土压力,但会在一定程度上增大桩身自由段和填土的水平位移;增大柔性材料厚度可在一定范围内减小抗滑桩内力和桩侧土压力,但减小程度有限,柔性材料弹性模量对抗滑桩受力特性影响较小;适当减小抗滑桩的弹性模量可以明显降低抗滑桩内力.     

缓倾岩质滑坡锁口抗滑桩受力模式及参数优化

目前对于抗滑桩在缓倾岩质滑坡治理中存在受力模式不清楚和参数设计不太合理的情况,主要通过理论分析、室内模型试验作为研究手段,对缓倾岩质滑坡锁口抗滑桩的受力模式以及桩间距和锚固深度进行了探索,通过研究得出锁口桩受力模式呈抛物线型和k值法是比较准确用来计算缓倾岩质滑坡抗滑桩受力的;同时对桩间距和锚固深度也提供了优化公式;进而为今后抗滑桩的理论计算和参数设计提供一定的参考。     

新旧建筑贴建时旧建筑基础作为排桩支护锚固条件的探讨

通过工程实例,对新旧建筑贴建时,旧基础作为排桩支护形式上部锚固构件进行分析和探讨,提出了受力计算模型,并对基础内力进行了概念性的探讨,提出了锚固钢筋在基础上的锚固位置及内力要求,并提出了一些构造建议。     

抗滑桩锚固段地基侧向抗力系数KH的取值分析

根据抗滑桩设计计算的发展现状，特别针对采用“K”法计算桩身内力的情况。作者结合岩石力学试验和岩石强度理论对抗滑桩岩质锚固段的地基侧向抗力系数KH进行分析，并根据一定的变形观测和位移反分析法来为KH的取值作一些探讨和研究。     

不同截面型式抗滑桩加固边坡数值分析

当前国内外抗滑桩主要采用圆形和矩形两种截面型式,而不同型式抗滑桩加固边坡的效果不同,施工方法和工程造价亦不同.为此,针对T形、正方形、矩形、正五边形、正六边形、圆形等6种不同截面型式的抗滑桩,采用弹塑性有限元强度折减法,计算了边坡岩土体在强度折减系数分别为1.35和1.50时6种桩型抗滑桩的桩身内力反应,并进行了加固效果的对比分析;在此基础上,深入研究了抗滑桩-边坡体系的整体稳定性及桩间的土拱效应.结果表明,抗滑桩加固潜在滑移坡体时,在特定桩间距范围内会产生土拱;不同截面型式抗滑桩引起的土拱形状不同,桩间的土拱现象在一定程度上能够反映不同桩型抗滑桩的作用机制和加固效果.     

双排抗滑桩与门架抗滑桩的有限元分析对比

对于滑坡推力很大的大型滑坡,常可能需要采用两排或两排以上抗滑桩进行治理。为合理确定滑坡推力在各排桩上的分布形式或大小,计算各排桩的实际受力和变形,采用ABAQUS有限元软件,建立了双排抗滑桩和门架抗滑桩治理顺层滑坡的三维数值分析模型。通过在桩—土间设置库仑摩擦接触面模拟桩—土相互作用,用滑带岩土体强度折减方法来施加滑坡推力,探讨双排抗滑桩和门架抗滑桩的受力情况,对二者的位移、内力、桩身土压力分布进行了对比分析,研究结果表明,后者的位移、内力明显小于前者,说明门架抗滑桩受力更为合理,是更值得推广的抗滑支挡结构形式。     

渗透作用下滑坡-抗滑桩变形特征分析

基于Drucker-Prager模型,以马家沟滑坡为分析对象,从水平抗力、位移的角度出发,利用有限元分析软件ABAQUS对库水位波动时渗透力作用下滑坡发育过程中滑坡-抗滑桩不同位置处的变形规律进行了研究。研究表明：库水位波动时,抗滑桩土体水平抗力及位移随渗透力的增大而增大;0～60d,滑坡变形过程经历瞬间加卸荷变形、应力调整变形、应力稳步增长变形三个变形过程;0.5d～40d滑坡位移速率持续降低,滑坡处于减速蠕变阶段;40d～100d滑坡位移速率趋于稳定,滑坡处于等速蠕变阶段。滑坡位移速率趋于稳定时,土体的变形处于缓慢持续的状态,体现出马家沟滑坡的蠕滑特性;抗滑桩桩前、桩后水平抗力及位移呈现时间效应。     

单、双排抗滑桩在滑坡治理中的对比分析

双排抗滑桩在边坡加固工程中已有应用,与单排抗滑桩相比,双排抗滑桩的作用机理更为复杂.以滑坡推力较大的红石包滑坡为例,从桩土作用计算模型、抗滑桩设计及工程材料用量方面对单、双排桩进行了对比分析.结果表明,当滑坡推力较大时,采用双排桩治理滑坡较单排桩更为经济合理.     

抗滑桩抗滑机理及锚杆抗滑桩工程应用

在土体滑坡中,由于桩径和刚度较大,悬臂式抗滑桩和埋入式抗滑桩水平变形远小于坡体变形,容易导致桩体后侧坡体发生局部开裂.在对悬臂式和埋入式抗滑桩变形和受力分析的基础上,结合某路基滑坡加固工程实际,提出锚杆抗滑桩加固结构.作为一种埋入式抗滑结构,它既克服了悬臂式抗滑桩内部受力不合理的问题,又解决了普通抗滑桩容易引起的桩体后侧坡体局部失稳的问题.运用FLAC计算软件对路基加固工程中的锚杆抗滑桩的受力进行数值模拟计算.     

联合h型桩在滑坡体阻滑中应用数值模拟研究

抗滑桩在边坡加固工程中应用广泛且效果显著,但在大型滑坡体治理时,往往需要多桩联合作用来加强阻滑效果,此时抗滑作用如何分析缺少理论依据。利用结构单元建立了节点耦合的h型桩与桩间横梁、桩后锚索共同作用模型,并自开发程序识别潜在滑动面形成了基于数值模型的h型桩自动施加方法,并可自动计算桩截面参数,然后利用有限差分法进行变形稳定分析。在此基础上对比分析了降雨工况下h型抗滑桩联合支护与单桩支护对边坡稳定性的影响。研究结果表明:h型抗滑桩联合支护在大型滑坡支护工程中效果明显,桩体能够承受更大抗滑阻力及变形;支护效果受桩体支护高程影响,抗滑桩主体布置在边坡中部时效果最佳,支护位置随着坡底到坡顶,强度折减得到的安全系数呈现先增大后减小的趋势;研究成果可为滑坡体支护工程的实际应用提供参考。     

贵阳市顺海公路某路段边坡稳定性分析及治理

贵阳市乌当区顺海公路某路段路基开挖后,存在公路中线至右侧高处房屋的小滑坡问题及由河边至居民区的大滑坡问题。在对滑坡原因及边坡进行稳定性分析的基础上,决定采用钻孔锚固桩为防止右侧小滑体毁坏民房的应急预案,采用抗滑桩为整个大边坡的治理措施,并计算了抗滑桩的各截面内力,为桩身配筋提供依据。     

复活古滑坡治理及微型抗滑桩承载机理

通过对古滑坡复活原因的分析和数值模拟,采取以微型抗滑桩为主并结合压力注浆、卸载、反压等工程措施的设计方案,使复合古滑体重新处于稳定状态,确保了道路主线路基及路堑边坡工程的正常施工和长期稳定;结合工程实际对微型抗滑桩进行了力学分析和数值模拟计算,证明其最大轴向力出现在桩体中间位置,而最大剪应力则位于抗滑桩高度的1/3～2/5处.     

土拱应力递减模型及其在滑坡荷载分担模型中的应用

土拱效应是抗滑桩工程发挥作用的关键内容.以土拱的应力变化为研究点,首先明确了土拱拱轴线,然后推导了新的土拱应力递减模型,由此量化了土拱关键拱形参数的计算方法,最后提出了新的滑坡荷载三级分担模型.研究结果表明:桩间土拱和桩后土拱的应力呈指数递减规律,基于土拱应力递减模型提出的拱迹线倾角和土拱厚度两个计算公式由于考虑影响因子全面因而更加切合实际;依据计算的桩后土拱和桩间土拱极限承载力可知,阶段划分的滑坡荷载三级分担模型与滑坡体-抗滑桩作用阶段特征相符合.研究可加强对土拱效应理论的理解,也可为滑坡抗滑桩设计起指导作用.     

基于多源数据分析的三峡库区抗滑工程优化与比选

抗滑工程优化与比选主要是工程应用的研究。针对三峡库区抗滑工程选型、多排抗滑桩位置选取与抗滑工程参数设计问题,通过分析整理三峡库区已成功治理257组地质灾害数据,运用分类统计参数方法,分析最优支护结构形式,基于FLAC3D软件,建立力学分析数值模型,选取多排抗滑桩合理位置,将理正软件设计参数与收集资料进行对比,确定最优桩间距与锚固深度取值,并应用于工程实例验证,研究表明：（1）当滑坡剩余推力小于100kN/m且工程设置位置处滑体厚度小于5m时,宜采用重力式挡墙;大于100kN/m或滑体厚度较大时建议采取抗滑桩。（2）当两级设置抗滑桩支护滑坡时,前排桩位于反翘端点,排距占反翘端点与滑坡后缘距离为20%时,滑坡的总推力最小,为最优方案。（3）三峡库区重庆段滑坡抗滑桩锚固深度与桩长比值推荐值为0.45,桩间距推荐值5.5m或6.0m。（4）应用于三峡库区滑坡工程实例,对比分析得出此优化设计方法具有可行性和实用性,为后续滑坡治理提供有效指导。