考虑桩土间黏滑机制的桩基沉降动态特性研究

基于桩基运动控制方程,对荷载作用下的桩基沉降动态特性进行了研究。首先,考虑桩土间黏滞与滑动两种接触状态,建立了一种考虑侧阻软化及侧阻恢复的桩土相互作用模型;然后采用该模型及修正三折线模型分别模拟桩与桩侧土以及桩端土间的相互作用,结合有限差分法建立了考虑桩土间黏滑机制的桩基沉降分析方法;最后,基于建立的桩基受荷沉降分析方法,研究了桩基沉降的黏滑动态特性以及桩身的力学特性,并讨论了桩土相互作用模型中的参数对桩基沉降动态特性的影响。结果表明:当桩顶荷载接近桩基单级加载极限值,桩基沉降表现出黏滞位移与快速滑动位移交替的动态特性;桩身力学响应表现出加载路径相关性,与单级加载相比,分级加载时桩侧摩阻力能得到更好发挥,桩基极限承载力更高;提出的分析方法能够较好地模拟桩基静载试验沉降过程。

高速公路软弱路基边坡沉降滑移机理分析及微型桩复合加固

依托中国“一带一路”重点贡献项目格鲁吉亚E60高速公路Ubisa-Shorapani(F3)标段项目,针对公路软弱路基边坡沉降与滑移问题,通过现场实测与数值模拟探究并论证其机理,提出带连系梁式微型桩复合加固措施,并对结构自身参数进行方案优化。结果表明:路基边坡的安全稳定系数随加固区首排桩体距坡顶距离(Lx)逐增且呈现先增大后减小的趋势,在L_(x)=2 m且桩体倾角为15°时安全稳定系数最大,为1.542;不同桩径下的安全稳定系数差异较小,最大差值仅为0.1。基于敏感性分析优化方案,优化处治后的坡脚土体最大水平位移为10.8 mm,相比未处治前约减小88.0 mm,减幅为89.1%;路基左侧地表最大沉降量仅为7.9 mm,相比未处治前约减小12.1 mm,减幅为60.5%;随时间的增长,土体沉降逐渐趋于均匀且稳定。

福建漳州某高速公路滑坡数值分析及加固治理研究

为治理某滑坡,基于现场勘察资料构建了边坡数值分析模型,以边坡特征点位移出现拐点为判据,采用强度折减法确定边坡天然工况稳定性系数为1.05,该边坡稳定性水平不满足工程规范要求,处于欠稳定状态。结合数值分析结果、专家现场分析意见及边坡加固措施的作用机理,确定了3种加固治理方案,方案1为“圆形抗滑桩+锚杆+截排水”,方案2为“方形抗滑桩+圆形抗滑桩+锚杆+截排水”,方案3为“方形抗滑桩+圆形抗滑桩+截排水”。基于有限元数值模型分析边坡岩土体、抗滑桩和锚杆的应力场、位移场及坡体稳定性系数变化,计算得到3种加固方案对应的边坡天然工况稳定性系数分别为1.39、1.28、1.18,分别较加固前提升了32.4%、21.9%、12.4%。经综合对比3种加固方案的加固措施和坡体应力、位移变化及其加固效果和经济性水平,综合确定方案1为最终加固方案。

建宁县某水厂边坡支护与排水设计

依托于建宁县某新建水厂边坡支护工程,采用动态设计法对场地的填方段边坡和挖方段边坡进行支护和排水设计,通过对安全性、施工难度、经济性、稳定性、效果等对比分析,最终选择挖方段边坡采用框架锚杆支护,而填方段边坡采用抗滑桩+锚索和挡土墙联合支护方案以及采用地表集水明排+坡体软式透水管或泄水管泄水的排水设计,采用极限平衡法验证了支护后的边坡稳定性。

高速公路顺层边坡锚索框架梁和抗滑桩联合支护体系变形特征研究

以贵州省乌长高速公路某顺层高边坡为例,建立有限元模型,对锚索框架梁-抗滑桩支护体系的变形规律进行研究。结果表明:对各排锚索施加相同的预应力值不合理,存在锚索框架和抗滑桩顺序破坏的风险,应根据各排锚索随桩顶位移的变化规律,设置差异化的预应力值,使锚索框架和抗滑桩两种支护形式同时达到最佳支护效果;靠近桩顶位置,应设置较低的预应力值,远离桩顶位置,应设置较高的预应力值。提出基于变形协调条件下的锚索预应力值计算方法,得到的锚索预应力值与数值模拟计算结果误差在6%以内,满足设计精度要求。

路堑顺层边坡稳定性分析及支挡防护数值模拟研究

为研究含泥岩夹层顺层白云岩边坡的变形特征、稳定性及支挡防护,以某路堑边坡为例,基于midas GTS有限元软件进行了数值仿真计算,并结合现场观测分析边坡开挖及支挡防护后的坡体变形特征、应力状态、塑性区分布、抗滑桩受力特性,以及边坡加固后的稳定性状态。结果表明,研究边坡开挖至路基标高后,泥岩夹层出露,其破坏模式为平面滑动,稳定性系数为0.92,边坡不稳定,需做进一步支挡;边坡开挖后预应力锚索在坡体表面发生应力集中,且产生了良好的反向约束力,改善了坡体内部的应力分布;坡脚施加抗滑桩后与预应力锚索共同约束坡体,防止其沿泥岩夹层滑动,起到了良好的阻隔作用,且二者相结合后固脚强腰效果良好,确保了边坡整体稳定与局部稳定;经长期观测,边坡采用抗滑桩+框架锚索等多种结构综合治理具有良好的支护效果。

不同排距双排抗滑桩的推力分配及受力分析

基于乌江双线大桥岸坡支护工程,通过数值模拟计算,研究在复杂地质条件下,不同排距的双排抗滑桩推力分配和受力特征。结果表明:当抗滑桩排距大于17.00 m时,前排桩受到的滑坡推力和桩前抗力均大于后排桩,推力和抗力分配不均匀,该支护排距设置不合理;当桩排距小于17.00 m时,前排桩受到的桩后推力和桩前抗力与后排桩近似相等,两桩受力均匀,说明在此范围内设置双排桩较合理;当前排桩与后排桩排距为8.50 m时,从受力和桩顶位移角度分析,两桩排距合理,且更方便工程施工。按排距8.50 m施工完成后,边坡处于稳定状态。

基于地应力边界条件的复杂边坡抗滑桩支护设计研究

复杂边坡稳定性问题一直是岩土工程界重点研究的问题之一,提高复杂边坡安全系数的方法有很多,其中采用抗滑桩支护是常用手段之一。以安徽省某高速公路复杂边坡为研究对象,采用套孔应力解除法对该边坡岩土体进行了地应力测试,以测试结果作为有限元分析的边界条件,分别对该边坡加固前和采用抗滑桩加固后两种工况进行数值分析,得到有代表性的有限元分析结果;并对有限元的计算出位移结果和实测位移进行了对比。分析表明,未采用抗滑桩支护的边坡,会产生局部应力过分集中、整体变形和水平向位移较大、塑性区贯通等不利于边坡稳定的危险状况。采用了抗滑桩支护后,贯通的塑性区消失,边坡变形和位移减少,应力分布趋于均匀,安全系数大幅度提高。有限元计算出的位移结果和实测位移十分接近,匹合度较好,从而说明了有限元分析手段的可靠性。

螺旋钢桩加固边坡抗滑承载特性研究

目前,针对螺旋钢桩加固边坡问题,其桩土作用机制及抗滑承载特性研究较少,限制其推广应用。因此,基于FEM和桩与边坡解耦设计分析方法,提出一种适用于螺旋钢桩加固边坡模型的简化方法,并对简化模型桩-土相互作用的模拟效果和抗滑力计算准确度进行验证,随后分别建立螺旋钢桩和等直径钢管桩有限元模型,对比分析其各项受力性能,揭示螺旋钢桩的受力模式。研究结果表明:通过该简化方法计算出的桩顶位移值与现场实测值、滑面处弯矩峰值结果相差均在10%之内,在产生相同抗滑力下,简化模型与三维桩土模型的桩顶位移差值在5%以内,说明此简化方法模拟精度可满足要求。在抗滑承载特性方面,当桩顶产生5 cm位移时,螺旋钢桩较圆型桩抗滑力提高15%;产生相同的抗滑力时,螺旋钢桩顶位移较圆型桩顶位移减少22%。螺旋钢桩在承受滑坡推力时,首先通过桩身挠曲抵抗滑坡推力,随着滑坡位移不断增大,螺旋叶片与周围土体产生的摩擦和挤压作用不断增强,处于滑动剪切区的叶片发生翘曲变形,通过形成反弯矩作用抵抗滑坡推力。平行滑动区与锚固区的叶片在轴向产生相对位移,调动螺旋叶片产生端阻力,并将其传递至滑面以增大抗滑力,由此改变桩周土体位移场与应力场的分布,增强桩土协同工作能力,并起到良好的应力扩散与传递作用。研究成果可为螺旋钢桩的承载特性计算与加固设计提供借鉴。

基于FLAC3D的边坡支护方案优化研究

为研究抗滑桩及锚杆框架梁在顺层岩质边坡支护中的优化方法,基于三级支护的典型顺层岩质边坡,通过FLAC3D建立数值模型进行计算,对抗滑桩桩身长度及桩身截面积、锚杆锚固倾角及锚固长度进行优化。结果表明,不同长度抗滑桩对岩质边坡进行支护时,抗滑桩稳定系数均随着桩身长度的减小而减小,且在边坡岩性发生突变的地方抗滑桩的水平位移也会发生突变,在一定范围内适当减短抗滑桩的桩身长度并不会引起桩身水平位移的大幅度改变,故在满足规范的条件下可通过减小桩身长度来进行优化设计。改变抗滑桩的截面面积并不会显著改变桩身的水平位移,但抗滑桩截面面积会显著影响抗滑桩稳定系数,存在一个临界截面积使得桩身截面积在小于临界面积时,稳定系数随着截面积的减小迅速减小,而在桩身截面积大于临界面积时,稳定系数随着截面积的减小只会略微减小。边坡最大水平位移随着锚杆锚固倾角的增加、锚固长度的增加而增加,边坡稳定系数随着锚杆锚固倾角的增加、锚固长度的增加而增加,故在进行锚杆框架支护设计时可通过增大锚固倾角及增加锚固长度提高边坡稳定性,此结果可为抗滑桩及锚索框架梁在顺层岩质边坡支护提供优化设计方案。

地质灾害防治路基边坡抗滑桩施工的安全技术措施

预应力抗滑桩是一种结构复杂、施工难度大且受施工环境制约的地下隐蔽结构,在进行施工时需要考虑的因素较多,如桩体材料的选择、预应力的施加方式、施工顺序等,从而保证桩体的稳定性和抗滑性。不仅如此,施工环境的限制会给施工带来很大难度,如水文地质条件、场地条件等,这也使预应力抗滑桩的施工技术一直是地质灾害防治工程的一大难题。主要结合边坡抗滑桩的建设意义与现阶段边坡抗滑桩施工面对的问题展开研究,分析了预应力抗滑桩的施工方法,对预应力抗滑桩的施工方案、施工工艺、质量控制以及施工过程中的安全技术措施等方面进行深入研究,以期为地质灾害防治工程中预应力抗滑桩的施工提供参考。

某矿山排土场边坡稳定性及治理措施分析

本研究针对某矿山排土场边坡稳定性进行了深入分析,并提出了相应的治理策略。通过地质勘探和调查,收集了边坡的工程地质和水文地质数据。利用岩土力学和土工试验方法,发现边坡主要存在土层强度不足导致的抗滑移稳定性问题。为此,提出了分级设置抗滑桩和坡面防护的加固措施,以及在坡顶和坡面设置截排水沟,形成完整的排水系统,以增强边坡稳定性。定量分析和效果评估表明,这些措施能显著提升边坡稳定性。研究结果对矿山排土场的安全运营具有重要意义,并为类似工程提供了参考。

降雨作用下滑坡稳定性及抗滑桩治理效果分析

为了提高滑坡工程的治理水平,以某山区边坡为研究对象,分析其在降雨后的滑坡特征和原因,利用有限元软件建立三维计算模型,分析了降雨强度对滑坡安全系数的影响,并用二次多项式函数拟合了两者关系。同时,阐述了抗滑桩推力计算方法、布置方式、布置位置等,并研究了桩间距对抗滑桩治理效果的影响,研究成果可为类似滑坡治理项目提供理论指导。

山岭路堑高边坡抗滑综合治理关键技术分析

高速公路在山区进行修建时,对于稍短的山体或者丘陵,大多数会采用直接开挖的形式进行。此时会造成在进行开挖后边坡的高度较高,极易造成滑坡。且由于边坡较高,当雨水较大时,会流面积较大,会造成雨水对边坡的冲刷,也会造成边坡的垮塌。采用单一的治理方法又无法很好的解决问题,因此有必要对山岭路堑高边坡进行综合治理。本文以某一云南山岭重丘区陡坡地形路堑高边坡为例,由于路堑开挖极易引起滑坡体,进而决定采用在边坡脚施作抗滑桩群和建立排水系统、路堑边坡采用锚杆(索)框格梁等综合治理方案,最终结果证明该施工工法具有较好的塌方预防效果,拟为相关类似工程提供参考。

铁路路基施工中抗滑桩的应用研究及效果分析

随着社会经济的飞速发展,交通运输事业得到快速成长,建设大量铁路工程项目的同时也对铁路路基的稳定性标准要求日益严格。一旦路基边坡的处理未能满足既定标准,将可能引发路基滑坡,这不仅会对铁路结构造成损害,更可能对整个铁路工程的质量产生巨大影响。抗滑桩作为一种有效的边坡稳定措施,其稳定原理是通过桩身将作用力传递至下部岩体,从而显著提升边坡的稳定性。本文以某铁路K0+000~K1+617.834段区间路基抗滑桩为例,探讨抗滑桩在铁路工程中抵抗山体滑移的重要技术措施。从抗滑桩护壁施工、安全防护、桩身施工及质量控制等多方面对抗滑桩施工工艺进行了详细的介绍与总结,最后通过对抗滑桩的变形监测,显示抗滑桩对边坡变形进行了有效控制,并取得了良好的整治效果。

高速公路顺层路堑边坡超前支护技术研究

鄂西山区地质条件复杂,雨量充沛,顺层路堑边坡施工过程中极易发生滑塌。文中以恩施土家族苗族自治州某高速隧道出口左、右两侧顺层高边坡为依托,针对2处边坡开挖过程中发生不同程度的顺层滑塌现象,对顺层路堑边坡的超前支护技术展开研究。根据2处边坡的工程地质条件,对2处边坡的稳定性进行评价分析;并分别提出抗滑桩、钢轨桩+抗滑挡墙的超前支护处治方案.通过对2种超前支护处治方案对比分析可知,抗滑桩的超前支护处治方案效果更为显著,且更加经济环保。

深厚高填方边坡抗滑桩支护体系变形及稳定性影响分析

为研究深厚高填方边坡抗滑桩支护体系变形及稳定性影响,基于福州某高压电塔边坡工程,采用极限平衡法、有限元分析方法等对边坡的整体稳定性、抗滑桩的内力及变形进行研究,并对不同降雨入渗深度及坡顶荷载条件影响下边坡的稳定性变化、抗滑桩内力及变形的变化规律进行分析。结果表明:随着降雨入渗深度的增加,抗滑桩水平变形、轴力、弯矩及剪力均随之增大,而边坡的整体稳定性随之减小,降雨条件对边坡稳定性以及抗滑桩的影响不可忽略,在设计中应当着重考虑;随着坡顶荷载的增加,抗滑桩水平变形、轴力、弯矩、剪力及边坡整体稳定性变化不大,但应考虑超载对坡顶局部稳定产生的不利影响。

Study on embedded length of piles for slope reinforced with one row of piles

The embedded length of anti-slide piles for slope is analyzed by three-dimensional elastoplastic shear strength reduction method. The effect of embedded pile length on the factor of safety and pile behavior is analyzed. Furthermore, the effects of pile spacing, pile head conditions, pile bending stiffness and soil properties on length and behavior of pile are also analyzed. The results show that the pile spacing and the pile head conditions have significant influences on the critical embedded length of pile. It is found that the critical embedded length of pile, beyond which the factor of safety does not increase, increases with the decrease in pile spacing. The smaller the pile spacing is, the larger the integrity of the reinforced slope will be. A theoretical analysis of the slip surface is also conducted, and the slip surface determined by the pressure on piles, considering the influences of both soil and piles for slope, is in agreement with the ones in previous studies.

交通荷载作用下堆积层边坡稳定性试验研究

为探究交通荷载下堆积层边坡的破坏模式及抗滑桩的加固效果,通过室内相似试验,开展有抗滑桩和无抗滑桩两组堆积层边坡模型试验,研究了坡体表面不同位置处的加速度响应和坡体内部的动土压力响应以及抗滑桩桩身的弯矩响应规律,并结合DIC技术,研究了交通荷载施加过程中坡面的应变场和运动场情况。试验结果表明:交通荷载作用下,无抗滑桩支护的堆积层边坡堆积体动力响应存在趋高趋表效应,坡顶位置响应最为强烈,因此靠近坡顶位置应作为重点防护位置;堆积层边坡上部最先出现应变集中区域,裂缝形态呈“局部单一”特征,破坏时边坡表面出现张裂和崩塌,裂缝表现出“交错溃散”的特征;抗滑桩支护后堆积层边坡稳定性明显提升,边坡整体性增加,边坡的动态响应更易传递;动力荷载的幅值会影响土压力与加速度的相应幅值,呈正相关,与动力荷载加载点的距离呈负相关。

Anchoring Depth Research of Anti-Slide Piles of Anchor Bar in Soil

The model test result of earth force in the side of anti-slide pile of anchor bars was introduced.There are three groups of the tests.The loads were on the back side of the slope in two groups.The other one was loaded just behind the pile by the jack.In order to get the force of the soil,some earth-pressure boxes were used to get the earth pressure on the side of the piles.The part of the max pressure and the earth pressure was mainly focused under the slip line