顺层边坡让剪让压型锚拉桩预加固结构承载性能数值模拟研究

针对顺层边坡的灾害防治问题,采用在边坡岩土体和锚索以及抗滑桩之间设置柔性材料垫层的让剪让压型锚拉桩预加固结构。通过有限元数值模拟方法,分析让压层材料弹性模量(E_(1))、厚度(D)和让剪层材料弹性模量(E_(2))、厚度(d)对让剪让压型锚拉桩承载性能的影响。研究结果表明:让剪让压型锚拉桩的桩身水平位移、内力以及锚索轴力相较于普通锚拉桩均明显减小。E_(1)、E_(2)越小或D、d越大,桩身水平位移、桩身内力和锚索轴力均减小,桩身剪力和弯矩峰值均在桩身中下部分出现。影响让剪让压型锚拉桩承载性能的因素敏感性依次为D、E_(1)、d、E_(2)。

大角度斜拉桩结构特性研究

大角度斜拉桩支护结构可节约坑外占用空间,具有施工便捷、造价较低等优点,适用于坑外锚拉空间受限的场景。为了进一步分析其变形和受力机制,选取典型中密砂土进行单一土层数值建模,通过改变锚索角度以及开挖深度对结构受力及变形特征进行分析,结果表明:锚索角度变化对结构受力及变形影响较大,将锚索简化为水平弹性支座将产生较大的计算偏差;需要考虑轴力对桩身抗弯、抗剪承载力的提高作用以及单桩竖向承载力问题。将锚索对支护桩的约束作用考虑为斜向弹性支座,建立了更加符合实际受力状态的力学计算模型及平面杆系有限单元法实现途径,将其应用于实际工程,通过与监测数据对比,结果表明大角度斜拉桩具有良好的支护性能,提出的力学计算模型能够准确地反映该种新型结构的受力、变形特点。

基于三维土拱效应的预应力锚拉桩锚头间距确定

讨论了传统预应力锚拉桩支护结构荷载传递路径存在的不足,根据其受力特性,首次提出了基于三维土拱效应的力学计算模型,并对该模型的正确性进行了验证。分析了土拱的形状、土拱的拱高,进而提出了该模型的数学表达式。同时对三维土拱的形成条件进行了论证,建立了形成土拱的静力平衡条件及土的强度条件,在此基础上确立了锚头间距的控制方程,分析了抗剪强度参数c、φ及桩板后土压力q的对锚头间距的影响。最后,将上述分析成果应用于一工程案例,节约了工程造价效果。

锚拉桩应用于水库库岸滑坡治理的关键问题探讨

锚拉桩是一种有效的治理滑坡的支挡结构,已广泛用于三峡库区库岸滑坡治理中。分析了锚拉桩应用于水库库岸滑坡治理工程中存在的关键问题。由于水库库岸滑坡作用在锚拉桩上的滑坡推力的变化,应考虑施加在锚索上的预应力 锚索与桩的协调变形,在不改变锚索预应力的情况下,增大锚索变形产生的水平拉力,将减少作用在锚索上的总拉力。通过一算例,分析了过大的预应力作用在锚拉桩上使锚拉桩处于不利工作状态。并分析了锚索上受到的竖向附加荷载,这将恶化锚索的受力,同时,锚拉桩在水位变动带存在三种预应力损失。

深基坑锚拉桩上外荷载及其受力变形开挖响应

在基坑的整个开挖过程中,锚拉桩上作用的外荷载是不断变化的,研究支护桩所受土压力和锚索拉力的变化规律及其内力变形开挖响应,对优化桩锚支护结构的设计、保证开挖过程中基坑的稳定性具有十分重要的意义。结合重庆市某深基坑工程,通过FLAC3D数值模拟、现场监测的方法,分析了在基坑分步开挖过程中锚拉桩所受的土压力和锚拉力的变化规律,以及桩身变形和弯矩随基坑开挖的变化。结果表明：数值分析与现场监测所得规律较为符合;在开挖过程中,支护桩所受的土压力值逐渐由静止土压力向主动土压力转变,开挖完成后呈现＂上下小,中间大＂的分布特征,最终作用的土压力小于经典理论计算值;锚索预拉力在初始张拉锁定后较短时间内即发生25%~35%的损失,在开挖期间呈现波动增大的趋势,最后稳定值大致为初始预拉力的80%;桩身弯矩和变形的分布形状协调一致,均为朝向基坑开挖侧的外凸型,最大值出现位置经历＂从上往下再往上＂的变化轨迹。

考虑土拱效应预应力锚拉桩土压力研究

针对预应力锚拉桩设计中土压力计算模式存在的问题,借鉴工程设计中的点锚和格构锚原理,提出了一种新的计算方法——基于三维土拱效应的土压力计算模式。利用土条极限平衡原理,推导了作用在桩及挡板上的土压力,建立了表征土压力强度的1阶线性微分方程,得到了沿桩身轴线的土压力分布曲线,并从参数φ和δ的变化对土压力的影响方面,与《重庆市地质灾害防治工程设计规范》[1]和《建筑边坡工程技术规范》[3]的计算结果进行了对比分析,结果表明桩板上所受土压力沿桩板竖向呈锯齿状分布,土压力强度计算值远小于规范计算值;δ的变化对土压力有明显影响,工程设计中不应忽略δ对减小土压力的贡献;考虑土拱效应更符合工程实际受力特性。

锚拉桩-锚索框架梁组合结构加固边坡可视化模型试验

基于透明土技术开展锚拉桩-锚索框架梁组合结构加固边坡的可视化模型试验,并结合粒子图像测速技术,展现坡顶条形荷载作用下边坡的位移场演化及滑移破坏过程。研究结果表明:锚拉桩-锚索框架梁组合结构加固边坡较无加固边坡,其极限承载力大幅提升,其滑面较无加固边坡的滑面加深很多。锚拉桩-锚索框架梁组合结构加固推移式滑坡时,其受力机制为最上面的锚索首先发挥作用,在其拔出失效后,后面的锚索依次发挥作用直至拔出失效,同时边坡的稳定性逐步降低。目前基于极限平衡理论将所有锚索的极限抗拔力作为抗滑力分量计算得到的锚拉桩-锚索框架梁组合结构的稳定性偏于危险。建议验算锚拉桩-锚索框架梁组合结构加固推移式滑坡整体稳定性时,同时验算最上面锚索的稳定安全系数,使其满足工程所需的安全系数,由此保证整个加固边坡的稳定性。

软土基坑支护中的锚拉桩结构设计

城市建设的高速发展和地下空间的充分利用,促进了深基坑的发展,由此带来了大量的深基坑开挖和支护的岩土工程问题,尤其是软土基坑。在软土基坑中设置锚拉桩,能有效地控制支护结构与土体的变形,同时有利于基坑土方的开挖和主体地下室的施工,显示其十分突出的优势。介绍了锚拉桩支护结构的计算模式,并对相应工程的监测结果进行了分析与比较,取得了较为满意的结果。

粒子群算法在锚拉桩桩身参数优化设计中的应用

锚拉桩结构的桩身设计参数组合的求解是锚拉桩优化设计的重要内容,在所有满足要求的设计参数组合中,必定存在一组设计参数,可使锚拉桩的造价最低,因此获得这组设计参数对于锚拉桩桩身设计具有十分显著的工程实用价值。基于粒子群优化算法(PSO)的特点,通过一个滑坡治理的工程实例,以单位宽度的滑坡土体设置的锚拉桩的造价作为目标函数,对锚拉桩的桩截面宽b、桩截面长a、桩身长l、桩间距d这4个关键设计参数进行迭代搜索求解;采用MATLAB编写PSO的计算程序,并创建粒子群优化算法(PSO)的用户图形界面(GUI),即PSO-GUI,获得4个关键设计参数的组合;应用Visual C++编程计算优化前和优化后的锚拉桩桩身内力和变形,并与各自的桩身内力设计值和变形允许值进行比较。结果表明:在安全储备相同的条件下,两种参数组合设计的锚拉桩桩身内力和变形均在安全控制范围之内,但优化后设计的锚拉桩与优化前设计的相比,还能节省一定的工程造价,可取得较好的经济效益,且PSO的优化效果明显,也说明采用PSO对锚拉桩桩身进行优化设计具有可行性,为锚拉桩的优化设计提供了新的思路和借鉴。

锚拉桩支护结构在深厚填土基坑中的应用

结合锚拉桩在某深厚填土基坑中应用的工程实例,介绍了锚拉桩支护结构设计参数、计算方法。数值模拟分析及现场施工监测的情况表明,该支护方法可以有效控制基坑变形,保证基坑及地下结构施工期间的安全,为类似场地的基坑工程提供借鉴。

基于“三段法”的锚拉桩桩身内力计算方法与应用

针对抗滑桩常因地质条件、地形地貌等原因导致受荷段底面与嵌固段顶面不在同一水平面的情况,将此段划为次受荷段,并推导了次受荷段桩后设计荷载大小计算公式和荷载分布公式,以及在弹性地基梁和悬臂梁模型下的适用于悬臂桩和锚索桩内力与挠度计算通用公式。以巴东县焦家湾移民安置点库岸防护工程预应力锚索桩为例,研究次受荷段对抗滑桩内力和挠度影响。结果表明:忽略次受荷段后土压力作用的传统计算方法会使桩身弯矩计算结果偏小,导致桩身配筋量不足,存在设计安全隐患。再以锚索排数、位置为控制变量,研究其对预应力锚索桩内力和挠度的影响,提出预应力锚索可有效地降低抗滑桩工程造价;增加预应力锚索的排数有利于调节抗滑桩内力分布,设计时应优先考虑将锚索设置为多排锚索。

预应力锚拉桩支护下的深基坑变形分析

针对软土地区深基坑工程易产生垮塌变形的特点,采用FLAC 3D有限差分软件对预应力锚拉桩支护下的深基坑工程进行模拟。通过对预应力锚拉桩的受力情况分析,找到基坑中易出现应力集中的区域,对其采取有针对性的支护加强措施,以减少基坑变形,增加基坑稳定性。模拟结果表明,在预应力锚拉桩支护下的软土地区深基坑变形受到有效控制,支护方案安全可靠。

预应力锚拉桩板墙在高边坡支护中的应用

城市道路边坡支护在考虑其稳定性的同时,还要考虑其景观绿化。以昆明市昆洛路高边坡支护工程为例,介绍了一种与景观绿化融为一体的边坡支护结构——预应力锚拉桩板墙及其在高边坡支护中的应用。

对“考虑土拱效应预应力锚拉桩土压力研究”的讨论

笔者拜读了发表在《岩土力学》2011年第32卷第6期上的论文“考虑土拱效应预应力锚拉桩土压力研究”（以下简称文献[1]），现有以下几点望与文献[1]作者商榷。

门架式锚拉桩支护结构在土岩组合基坑中的应用

以福建地区典型的土岩组合地层条件为背景,对深基坑支护结构、止水方案的选取进行分析对比,介绍了锚拉桩在土岩组合地层中的近似设计计算方法。基坑现场监测结果表明:门架式锚拉支护体系在当地土岩组合地层中具有很好的实用性,在控制基坑水平位移、施工空间受限及不利于锚杆施工的地层等方面优势较明显,为类似土岩结合地区深基坑支护设计工程提供借鉴。

可调索力锚拉桩在深厚土层边坡治理设计中的应用研究

预应力锚拉抗滑桩因其能改善桩的受力特性,控制桩顶位移,降低工程造价等诸多优点,在大型边坡治理中得到广泛应用。然而因预应力损失量大,蠕变稳定时间长等缺点,在深厚土层边坡治理工程中往往效果并不理想。鉴于此,引入一种可调索力锚固装置,通过事后补偿张拉控制锚索拉力,进而保证锚拉桩的加固效果。将该装置应用于某高速公路边坡治理设计,结果表明,后期预应力补偿张拉,可挽回25%~45%的预应力损失,桩顶位移减少50%~60%,大幅度提高了抗滑桩的治理效果。

锚拉桩在三峡库区白岩沟西滑坡治理中的应用

该文介绍了三峡工程库区巴东县白岩沟西滑坡基本特征并对其稳定性进行了计算和评价,在此基础上提出了对白岩沟西滑坡的滑体采用锚拉桩支护,对危岩体采用预应力锚索支护的治理方案。

多点锚拉桩板墙的变形约束计算法

本文将多点锚拉对桩板墙的约束视作弹性支点，同时考虑到基床对桩的抗力作用，得出了计算锚拉索拉力和桩墙内力、位移的方法和公式，并编制了能模拟施工过程的计算程序。实例分析表明，本文的方法能够较真实地反映锚拉桩板墙的结构性态，计算结果与模型试验成果基本一致。

深基坑锚拉桩支护设计与施工

以济南市百大一期深基坑锚拉支护桩支护为例 ,介绍了深基坑工程中 ,采用钻孔灌注桩加预应力锚杆支撑支护措施的计算。

新型截水导流式锚拉桩板墙排水抗滑性能分析

降雨渗流和地下水对边坡稳定性影响巨大,而传统坡内排水设施受地质条件影响突出,难以满足巨型滑坡的排水要求。针对大型边坡地质条件复杂、排水能力不足的问题,提出截水导流式锚拉桩板墙。基于FLAC 3D中的流-固耦合理论模块,对传统滑坡支挡结构(泄水隧洞+抗滑桩)和截水导流式锚拉桩板墙支护下坡体与结构应力、位移、锚索轴力以及排水量等方面进行对比分析。研究表明,新型结构长期排水性能较好,坡体最大剪应力、结构的最大剪应力和最大位移以及锚索最大轴力均低于传统结构显示了新型结构的优越性。截水导流式锚拉桩板墙有利于坡体内部排水,更有利于坡体稳定性。研究成果可为巨型滑坡治理工程提供参考。