复合多层地层边坡组合式圆截面抗滑桩受力变形特征及其应用研究

组合式抗滑桩在各类大型、复杂地层结构边坡防护工程中得到了广泛应用,但复合多层地层边坡中组合式抗滑桩加固机理的研究仍有待深入。基于统一强度理论建立了复合多层地层边坡组合式圆截面抗滑桩群地质力学模型,提出了一种适用于复合多层地层边坡组合式圆截面抗滑桩变形与内力计算的有限差分方法。以提出概化的复合多层地层边坡模型为算例,通过对综合传统等效m法与有限差分数值模拟结果进行对比,研究了复合多层地层边坡组合式圆截面抗滑桩受力变形特征,并进一步结合浙江梅店公路边坡开展了工程应用研究。结果表明:相较传统等效m法,改进算法所得桩顶水平位移、最大正值弯矩和最大负值弯矩均有所增加,其计算结果更接近于数值模拟结果,计算结果更准确;组合式抗滑桩前、后排桩桩顶水平位移相等,受连系梁的影响,最大正值弯矩出现在滑动面以上;采用组合式圆截面抗滑桩支护的浙江梅店公路边坡的稳定性系数从1.05提升至1.83,公路边坡稳定性提升显著。研究成果可为组合式抗滑桩加固设计提供依据。

断层破碎带条件下组合式圆截面抗滑桩加固边坡效果研究

随着我国公路建设不断向山区深入,在地质构造复杂区公路边坡遇到断层破碎带的情况日渐增多,亟需开展阻滑能力强的抗滑桩结构加固边坡研究。传统的人工挖孔桩施工模式存在高风险、低效率等缺点,而组合式圆截面抗滑桩具有施工效率高、安全便捷等特点,为此,探究其对含断层破碎带边坡的加固效果具有现实意义。采用自主设计的边坡物理试验系统,设计了5种不同破碎带厚度与组合式圆截面抗滑桩组合的物理模型,采用坡顶逐级加载的方式模拟加载,监测桩身应变、桩顶位移和桩后土压力,采用高速相机捕捉滑体变形破坏图像,并使用粒子图像测速(PIV)技术对图像进行处理。研究结果表明:组合式圆截面抗滑桩通过限制桩后滑体水平位移,并将滑体限制在前、后排桩间来达到加固边坡的效果;滑体演化分为变形压密、加速变形和破坏滑移3个阶段;前、后排桩桩后土压力比值介于1/3~1/2之间;随断层破碎带厚度增加,滑体水平滑移速率增大,组合式圆截面抗滑桩的桩顶位移增大,桩身最大正弯矩减小。模型试验与数值模拟计算的弯矩及桩顶位移较为吻合,研究成果可为边坡工程组合式圆截面抗滑桩设计提供一定借鉴与参考。