抗滑桩不同布桩方式加固效果对比模型试验研究

为研究不同布桩方式抗滑桩加固效果,设计了一套基于三维激光扫描等多种非接触测量方法的滑坡模型试验系统.试验系统通过减速电机的慢速牵拉诱发滑坡,解决了传统模型试验技术诱发滑坡时难以捕捉滑坡启动点的难题,并利用三维激光扫描、DIC测量等多种非接触测试手段获取了滑坡演化过程中位移、应力、破裂扩展等多物理场数据,实现了对滑坡演化全过程的模拟.对滑坡未加固状态、抗滑桩直线布桩和拱型布桩3种状态下加固效果进行了一系列模型试验研究.试验结果表明,在未加固状态下,坡体最大抗滑力为95N,抗滑桩直线布桩和拱型布桩状态下,坡体最大抗滑力分别为140N和180N.直线布桩和拱型布桩的最大抗滑力分别提高了47%和89%.拱型布桩滑坡体后缘拉裂缝规模更小,坡体下滑距离更短,土拱影响区域更大,能更好地发挥桩侧摩阻力,提高坡体抗滑能力.结合试验数据,提出了抗滑桩拱型布桩条件下的最大桩间距计算公式.     

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.     

大型钢筋混凝土抗滑桩受力状态及应力状态的有限元分析

1 本文的主要内容本文以我国某大型露天矿底帮边坡——潜在滑落区的大型钢筋混凝土抗滑桩加固工程为例,用有限元法对“大桩”受力状态及应力状态进行了分析。(1)潜在滑落区的稳定性评价经稳定计算和稳定分析,认为该潜在滑落区为不稳定。(2)加固方案的确定鉴于该区边坡之岩性特征,滑坡类型及边坡特点,确定以“大桩”为主体的抗滑工程加固方案。     

拱形抗滑结构模型试验研究

针对拱形抗滑结构治理黄土地区滑坡的适用性,通过3组室内物理模型试验,对比分析拱形抗滑结构的桩后土压力、桩顶位移、桩身弯矩及连梁受力变形特征。结果表明：3种工况下抗滑桩桩后土压力基本一致,呈三角形分布;桩身弯矩的变化规律基本相同,呈先增大后减小再增大的趋势;直线形布置的抗滑桩桩顶切向位移几乎为0,桩顶法向位移最大值为13.56 mm;当采用钢管混凝土桩拱形布置时,桩顶切向位移为1.41 mm,桩顶法向位移为2.65 mm;当采用竹管混凝土拱形布置作为临时救灾抗滑支护结构时,桩顶切向位移为1.55 mm,桩顶法向位移为2.81 mm;采用拱形抗滑结构对桩顶水平位移有较好的约束作用,同时还可改善桩身受力状态。     

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。     

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。     

预应力锚索桩在某岩质滑坡治理中的应用

预应力锚索桩是由预应力锚索和抗滑桩所组成的支挡体系,在桩的顶部设置预应力锚索,改变了抗滑桩单纯靠桩侧向地基反力抵抗滑坡的推力机理,使得桩顶变形受到了极大的约束,从而改善了滑面以上桩的受力及变形状态,以达到减小桩截面及桩长的目的。以兴县某煤矿工业场地内的岩质滑坡治理工程为实例,采用预应力锚索桩作为主要的阻滑措施,锚索桩按照"横向变形约束地基系数法"进行设计计算。     

抗滑桩锚固长度对均质边坡滑动面及抗滑能力影响研究

利用透明土技术开展不同锚固长度抗滑桩加固均质边坡可视化模型试验,并结合粒子图像测速技术(PIV),展现抗滑桩加固均质边坡内部位移场演化及其滑移破坏过程,以揭示锚固长度对均质边坡滑动面和抗滑能力的影响机理。研究结果表明:抗滑桩加固边坡的滑动面深度随抗滑桩锚固长度的增加而加深,同时抗滑能力得到提高,但当锚固长度超过其最优锚固长度后滑动面变浅,表现为越顶破坏,使得抗滑桩抗滑能力大幅降低;当抗滑桩锚固长度达到其最优锚固长度时,出现靠近桩底端位置和越顶的两个深浅不一的滑动面;随着锚固长度的增加,抗滑桩上部外侧受拉区减小,而下部内侧受拉区增大,最大弯矩位置均在距桩顶约0.4倍桩长处,而当锚固长度超过其最优锚固长度后,则出现下部外侧受拉而中上部内侧受拉,其最大弯矩位置在距桩顶约0.35倍桩长处;抗滑桩最优锚固长度与岩性、桩间距、桩体刚度等因素相关,在实际工程设计中应考虑这些因素以确定优化的锚固长度。     

库水作用下含挡墙滑坡的抗滑桩加固空间位置优化研究

库水变动条件下,以滑坡体、挡墙和抗滑桩为优化系统,利用有限差分法对抗滑桩的空间位置进行优化。通过数值模拟计算滑体和支护结构不同点的位移,根据位移曲线将其划分为三个阶段,即稳定阶段、加速变形阶段和破坏阶段。稳定阶段表明了抗滑桩支护作用的有效性,加速变形阶段和破坏阶段表明了抗滑桩防治效果逐渐失去有效性,因此需要将抗滑桩布置在滑体的前部。除了发挥抗滑桩的抗滑作用还能够使挡墙起到一定的支护作用,保证了滑体的稳定性。基于此,利用强度折减法求取不同桩墙间距下的含挡墙和抗滑桩结构的滑坡安全系数,研究发现在间距较小时滑坡安全系数较大,间距较大时安全系数减小且保持在一定的范围内;这既表明了抗滑桩布置在滑体前部的合理性,又保证桩墙间距为20 m时滑体稳定性最高。因此,将抗滑桩布置在桩墙间距20 m附近是最优的,这也适用于孕育期剧动牵引式人工水库泄水渗透压力型滑坡,为该类滑坡的防治提供理论依据。     

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.     

抗滑桩的研究进展

抗滑桩作为加固滑坡体的一种有效措施,与其它抗滑工程如抗滑挡墙、锚杆等相比,具有抗滑能力强、施工安全简便,并能进一步核实地质条件等突出优点,现已广泛应用于边坡工程中.对抗滑桩在边坡工程中的研究进展及应用情况做了论述,同时也对现阶段普通抗滑桩设计中还存在的一些问题进行了分析,并对以后可能的研究方向提出一些新的思考.     

有锚门式抗滑桩数值模拟

滑坡是一种常见的地质灾害,抗滑桩作为一种有效的防止方法,已经被广为使用。在大型滑坡的治理中,由于桩间距和滑坡体宽度的限制,单排抗滑桩常常无法满足抗滑力的要求,所以有些滑坡治理工程中就采用了有顶梁的双排抗滑桩,也就是门式抗滑桩。为了更好地发挥抗滑桩的抗滑效果,常常在桩顶设置预应力锚。为明确锚拉结构的受力性状,利用abaqus有限元分析软件,分析有锚拉的门式抗滑桩进行对比分析,以确定锚拉结构对于门式抗滑桩的影响。     

基于多源数据分析的三峡库区抗滑工程优化与比选

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重庆段已成功治理的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FLAC^3D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。研究结果表明：当滑坡剩余推力小于100 kN/m且工程设置位置处滑体厚度小于5 m时,宜采用重力式挡墙;大于100 kN/m或滑体厚度较大时建议采取抗滑桩。当设置两级抗滑桩支护滑坡时,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。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,桩间距推荐值为5.5 m或6.0 m。将研究结果应用于三峡库区重庆段滑坡工程实例,对比分析得出此优化设计方法具有可行性和实用性,可为后续滑坡治理提供参考。     

抗滑桩-加筋土挡墙组合支挡结构开发

针对山区陡坡地形上加筋土挡墙抗滑稳定性的不足,提出抗滑桩+刚/柔组合墙面加筋土挡墙组合支挡结构,阐述该组合支挡结构的研发思路、结构形式和技术特征。采用有限差分程序FLAC3D建立该组合支挡结构的数值模型,对比分析抗滑桩和抗滑桩+承台2种结构的加筋土挡墙墙面水平位移、抗滑桩位移和桩身弯矩、土工格栅拉力及路基稳定性,重点探讨抗滑桩桩长、覆盖层模量和上覆荷载的影响。研究结果表明:在抗滑桩顶部设置承台可以有效减小墙面和桩身水平位移,提高路基稳定性;将抗滑桩和承台的连接方式由刚接改成铰接会使桩身弯矩显著减小,而对墙面和桩身位移及路基稳定性影响不大;未设置承台时墙面和桩身水平位移更容易受到抗滑桩桩长、覆盖层模量和上覆荷载变化的不利影响。     

边坡工程中抗滑桩合理桩间距的确定方法

根据抗滑桩桩间土拱效应,桩间土体在极限状态下的静力学平衡条件、拱顶截面及拱脚处三角受压区应满足莫尔-库仑破坏准则,基于此建立抗滑桩间距的计算公式,并考虑了滑坡推力分布的影响。以安徽屯黄公路某段滑坡为例,对所推导的桩间距计算公式进行验证,与实际工程设计基本一致,通过对该边坡进行加固,由前后稳定性分析可知,设置抗滑桩并采用合理的桩间距可以有效地提高该边坡的整体稳定性。     

抗滑桩对边坡桥梁桩基受力变形影响分析

当桥梁桩基设置在滑坡上时,常采用抗滑桩作为支挡结构,抗滑桩和桥梁桩基之间存在着相互作用。本文以子-姚高速崖坬沟3号大桥为研究背景,对桥梁桩基及抗滑桩的桩顶位移及桩侧土压力进行监测,分析抗滑桩与桥梁桩基相对位置改变对桥梁桩基受力变形的影响。同时,基于ABAQUS软件分析前后排抗滑桩不同埋置位置下抗滑桩对坡脚桥梁桩基及坡中桥梁桩基的影响。现场监测数据表明抗滑桩与桥梁桩基相对位置对桥梁桩基水平位移及桩侧土压力均有影响,在抗滑桩距离桥基8m和4m时,间距8m加固效果更佳。通过数值模拟,发现后排抗滑桩距离桥梁桩基过远或过近均对桥梁桩基加固效果有限,抗滑桩加固桥梁桩基存在一个最佳距离,对于坡脚桥梁桩基抗滑桩加固最佳距离为3h-5h（h是抗滑桩沿滑坡走向的截面长度）,对于坡中桩抗滑桩加固最佳距离为2h-4h,而前排抗滑桩离桥基越近其加固效果越好。如果桥梁桩基在坡体中上部时,桥梁桩基前部土体较多可能会形成牵引式滑坡,需设置前排抗滑桩进行支护,综合考虑确定合理的加固位置。     

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。     

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。     

山区公路滑坡成因机理分析及抗滑桩治理

本文详细论述山区公路滑坡地质灾害的成因机理,通过计算分析判定滑坡体的稳定性,因抗滑桩的抗滑能力好、支挡效果好、设桩位置灵活等优点,结合实际情况提出了滑坡治理采用以抗滑桩为主的综合治理措施。     

基于双洞施工的隧道-滑坡体整治研究

目前,国内外学者针对单洞隧道开挖引起的滑坡体变形影响研究较多,而对在滑坡体处施工的双洞隧道的受力及加固措施研究较少。基于此,文章采用数值模拟的方式,以寒山口隧道为例,对不同整治措施效果进行分析,明确寒山口边坡的最佳加固措施,即“抗滑桩+锚索框架梁”的桩索联合加固体系。通过强度折减和强度递增对不同整治措施的安全系数范围进行了界定,并提出了两种滑坡体抗滑治理工法。研究结论对并行双洞隧道穿越滑坡体的抗滑治理工作具有一定的参考意义。