渗透作用下滑坡-抗滑桩变形特征分析——以马家沟滑坡分析为例

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;0~60 d,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3个变形过程;0.5~40 d滑坡位移速率持续降低,滑坡处于减速蠕变阶段;40~100 d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。     

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.     

桩-土作用下桩间距及桩位对抗滑桩及土体力学特性的影响

为探究桩间距及桩位对桩-土作用下抗滑桩及土体力学特性的影响,以某边坡治理工程为例,采用ABAQUS对不同桩间距及桩位的桩-土有限元计算模型进行数值模拟,分析模型达到临界破坏时的抗滑桩桩身内力及土体力学特性的分布规律.结果表明,抗滑桩的弯矩、剪力与桩间距呈正相关,与桩位距坡脚水平距离呈负相关.其中,弯矩随深度的变化曲线呈"凸"形,剪力呈"S"形;两桩中轴线上土体的x、y方向应力分量的幅值变化随桩间距的增大而减小,间接反映出土拱效应强度不断被削弱;土体x方向的应力峰值受桩位的影响较小,其峰值出现在桩后约1m的位置;土体x方向的应力峰值出现的位置随桩间距的增大逐渐远离抗滑桩.     

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。     

抗滑桩计算理论及变刚度抗滑桩的应用

作为一种有效的工程措施,抗滑桩在边坡的加固工程、滑坡地质灾害防治中得到了广泛应用。然而,由于问题的复杂性,关于抗滑桩的工作机理、桩-土相互作用规律等问题并没有很好地解决,其设计理论与计算方法,还处于半经验半理论的不成熟阶段,目前对于单纯的抗滑桩加固边坡的研究已经无法满足可持续发展的要求,因此,抗滑桩的优化设计已是抗滑桩研究领域的一个新课题。该文主要从变刚度角度入手分析变刚度抗滑桩的应用,运用大型有限元分析软件ABAQUS分析变刚度抗滑桩加固边坡的作用机理。     

大坪滑坡抗滑桩加固效果监测与分析

对于大截面钢筋混凝土抗滑桩,视为埋置于坚硬地层中的弹性地基梁。通过对重庆市奉溪高速公路孙家崖隧道滑坡治理实际工程的抗滑桩加固监测成果进行分析,通过在桩身上方距顶端2 m处设置Ф110 mm的钻孔测斜管,监测抗滑桩在施工过程中所造成滑坡的水平位移,根据孔深与水平位移确定的曲线图判断滑动面所在的位置;同时,通过在桩身护壁中埋置的混凝土应力计、钢筋应力计和桩后土体中埋置的土压力盒,监测桩身在开挖过程中护壁所受的混凝土应力、钢筋轴力和土压力,从而通过各自的变化曲线为抗滑桩施工提供安全保障。     

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。     

边坡品字型抗滑桩加固效果监测分析

针对品字型抗滑桩在滑坡推力作用下的受力及变形特性这一问题,对1组顶部由连梁连接的3根圆形抗滑桩进行现场原位应力应变观测,同时,基于弹性地基梁理论,反算出钢筋混凝土抗滑桩位移和弯矩.结果表明:该滑坡滑动趋势缓慢,抗滑桩起到了阻止滑坡继续发展的作用;各桩所受弯矩均未超过其承载力设计值,表明抗滑桩处于安全工作状态;前后排桩对滑坡推力分担不均衡,设计中采用不同的截面尺寸及配筋率会使抗滑桩设计更加经济合理;连梁对桩的协调作用是有限的.     

考虑土体各向异性的抗滑桩边坡稳定性分析

抗滑桩广泛应用于边坡加固工程中,抗滑桩桩间距的合理选择不仅能够保证边坡的稳定性,还能够缩短施工流程并提高经济效益.采用有限元软件ABAQUS对模型进行验证,通过编写和调用子程序,引入土体各向异性表征参量,并利用强度折减法求解不同桩间距下的安全系数,基于有限元软件的计算结果绘制出不同路径上的应力曲线.研究结果表明:考虑各...     

承台式抗滑桩受力机理及其在护岸工程中的应用

承台式抗滑桩是用承台连接前后两排桩可抵抗大滑坡推力的支挡结构,分析了承台式抗滑桩支挡边(滑)坡的作用机理,根据其受力特征,可以滑面为界将其分为上下两个部分计算分析,通过理论分析和工程设计,根据工程实例,提出可按在滑坡推力作用下的横向弹性地基约束的空间刚架模型分析上半部分(受荷段)结构内力,并对实际工程进行了优化设计.     

边坡工程中抗滑桩最大桩间距的探讨

在对滑坡工程中抗滑桩间土拱效应的力学模型分析的基础上,提出利用抗滑桩间能形成土拱的条件来控制抗滑桩的最大桩间距；并确定出桩前存在稳定土体及不存在稳定土体两种情况下最大桩间距的公式,最后以实际工程来说明最大桩间距的计算过程,是确定抗滑桩的桩间距理论的一种有意义的探讨。     

双排抗滑桩布设方式对推力分配的影响

双排抗滑桩的推力分配问题在规范中没有明确说明。实际工程中,前后排抗滑桩的推力分配往往只能依靠工程师的经验判断。为研究双排桩布桩方式对桩受力的影响,寻找推力在双排桩中的分配规律,文中依托四川省丹巴地区某公路滑坡治理项目,通过建立有限元模型,分析不同布桩条件下,边坡的安全系数及滑坡推力在前后排抗滑桩上的分配情况。结果表明,桩的布设方式对边坡的安全性有重要影响,存在1个合理桩排距,使滑坡的安全系数达到最大;前后排桩的推力分配比例,会随着不同的布桩条件而变化,是一个动态的过程,当排距为30 m时,前后两排桩承担的推力最为接近。     

单锚点与多锚点抗滑桩的动力响应对比试验研究

由于预应力锚索抗滑桩在地震中有很好的抗震表现,预应力锚索抗滑桩成为了治理地震频发区滑坡的一种常用支挡结构。但目前对于单锚点锚索抗滑桩与多锚点锚索抗滑桩的选用及其动力响应的对比研究,还比较缺乏。为了研究在不同峰值的EL地震波作用下,单锚点与多锚点抗滑桩的动力响应及其抗震性能,通过大型振动台试验对其抗震性能进行了对比研究分析。振动台试验主要得出了以下结论:1在双向地震波作用下,锚索抗滑桩桩身各点的放大系数比单向地震波要大,加速度放大效应明显。2随着EL波加速度峰值的不断增大,锚索固定端应力逐渐松弛,应力存在不同程度损失。3在不同峰值加速度的EL地震波作用下,多锚点锚索抗滑桩桩身动土压力分布近似于指数函数,单锚点锚索抗滑桩则近似于S型曲线;且多锚点锚索抗滑桩动土压力最大值位于桩头位置,单锚点锚索抗滑桩则位于潜在滑面处。4从抗震设计方面来讲,多锚点锚索抗滑桩抗震性能比单锚点锚索抗滑桩要好。     

酸-应力耦合作用下抗滑桩性能试验

抗滑桩是广泛用于滑坡治理的工程建筑物,其耐久性是影响抗滑桩使用寿命的重要因素.通过悬臂抗滑桩在酸一应力耦合作用下的室内模型试验,连续观测桩身位移变化,测试混凝土受腐蚀后的强度和中性化深度.分析结果显示,在酸-应力耦合作用下,抗滑桩桩身混凝土强度不断劣化,桩身位移不断增大,混凝土中性化深度与时间的平方根成线性关系.     

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。     

库岸土质滑坡蠕变作用下悬臂抗滑桩受荷劣化特性研究

【目的】研究库岸土质滑坡在库水周期性浸泡作用下对悬臂抗滑桩劣化特性的影响。【方法】采用广义Kelvin蠕变模型描述库岸土质滑坡的蠕变作用,将悬臂抗滑桩假定为Winkle弹性地基梁,研究蠕变作用对抗滑桩内力的不利影响。【结果】得到库岸土质滑坡体蠕变位移场,构建了库岸土质滑坡抗滑桩蠕变内力计算式。以三峡库区桥头北滑坡为实例,分析表明考虑滑坡体蠕变作用后,悬臂抗滑桩在工程竣工后的前30 d内桩体内力增长速率较快,在100 d后趋于平稳;桩顶位移、滑动面处弯矩、剪力与不考虑滑坡体蠕变时相比分别增大了约0.8倍、1.7倍和0.3倍。【结论】在采用抗滑支挡结构治理库岸土质滑坡时应考虑到由库水周期性浸泡引发的滑坡体蠕变作用,特别是蠕变应力对抗滑支挡结构服役性能有明显的劣化效应。     

岩土屈服研究及边坡抗滑桩有限元分析

本文通过研究岩土的屈服与破坏准则,结合有限元软件ansys,对边坡和桩的受力情况进行模拟,分析在顺倾向边坡体的前缘部位开挖公路,进行抗滑桩支护的情况下,坡体的应力应变分布,以及抗滑桩的受力特点,为公路开挖,边坡防护,滑坡抗滑提供技术支持。     

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。     

考虑土拱效应的小桩距抗滑桩侧向力计算

在总结分析国内外抗滑桩极限侧向力确定公式及其适用范围的基础上,将散粒体极限应力状态平衡微分方程引入抗滑桩桩间距对桩后土拱效应影响规律分析中,发现小桩距下桩端土较桩间土先达到极限平衡状态,推力过大时桩端土产生塑性变形而非桩间土绕流,桩土荷载分担比极大. 研究结果可以解释试验中发现的现象,即小桩距下可产生明显的土拱效应,在较大滑坡推力下拱脚优先于拱顶发生破坏. 借鉴目前对桩后土拱效应的研究成果与极限侧向力研究思路,结合日本建设省土木研究所的“土研公式”,提出适用于小桩距下抗滑桩侧向力确定的新方法,可为抗滑桩设计计算提供参考.