考虑地震作用的边坡抗滑桩滑坡推力分布研究

在边坡抗滑抗震的抗滑桩设计中,为解决抗滑桩滑坡推力分布问题,文章探究了考虑地震作用的边坡抗滑桩滑坡推力分布。以某震后沿线边坡工程为例,以砂石作为滑体基础材料设计模型地质力模型,布设加速度及土压力响应传感器以及时捕捉震动情况,生成输入波形的时程曲线。当滑动的数值发生改变时,计算极限平衡状态获得滑坡推力值,进而实现边坡抗滑桩滑坡推力分布研究。抗滑桩背地层推力分布特征测试结果表明,抗滑桩对桩背岩土体的挤压作用位于距离桩顶10m以下;桩位变化对抗滑桩加固下滑推力分布测试结果表明,在抗滑桩和桩基之间的距离为5m时会产生较大变形量和水平位移。

边坡抗滑桩的土拱效应和设计参数分析

通过对边坡抗滑桩土拱效应和桩的设计参数进行分析,研究抗滑桩设计的影响因素。土拱效应对桩间距有显著影响,因而应根据对土拱效应的分析,选择最具成本效益的桩间距,使桩间产生最大土拱效应。在其他条件不变的情况下,桩的成拱能力随桩后土体内摩擦角的增大而增大,随直径的增大而减弱;桩间距随内摩擦角的增大而增大。抗滑桩设计时应同时考虑土拱效应、地基刚度和埋置深度等多种因素的综合影响,在保证其安全的同时提高经济效益。

基于蠕变模型的边坡抗滑桩体系变形时效规律数值研究

通过有限元数值软件ABAQUS建立了理想边坡-抗滑桩体系三维数值模型,采用摩尔库伦模型和Drucker-Prager与Singh-Mitchell弹塑蠕变耦合模型对其进行数值计算,具体包括边坡-抗滑桩体系的塑性区、位移、桩身应力应变、桩土接触关系、桩土相互作用的时效规律,并对加桩前后的变形时效规律做对比分析。结果表明:蠕变效应使边坡抗滑桩体系的变形有显著增加,塑性变形首先在坡脚出现,随着时间推移逐步向坡肩发展。坡体位移主要集中在斜面位置,坡面位移最大往土体深部位移逐渐减小。抗滑桩对于治理蠕变变形有良好的效果,不仅显著减少了桩后土体的水平变形值,也降低了桩后土体的变形影响深度。抗滑桩桩前土体仍然产生了向下的失稳滑动变形,该部分土体和桩是脱开的,桩后土体产生了绕桩滑动。蠕变变形导致抗滑桩上的土压力比常规分析中所假设的桩前被动土压力和桩后主动土压力要复杂。

不同截面型式抗滑桩加固边坡数值分析

当前国内外抗滑桩主要采用圆形和矩形两种截面型式,而不同型式抗滑桩加固边坡的效果不同,施工方法和工程造价亦不同.为此,针对T形、正方形、矩形、正五边形、正六边形、圆形等6种不同截面型式的抗滑桩,采用弹塑性有限元强度折减法,计算了边坡岩土体在强度折减系数分别为1.35和1.50时6种桩型抗滑桩的桩身内力反应,并进行了加固效果的对比分析;在此基础上,深入研究了抗滑桩-边坡体系的整体稳定性及桩间的土拱效应.结果表明,抗滑桩加固潜在滑移坡体时,在特定桩间距范围内会产生土拱;不同截面型式抗滑桩引起的土拱形状不同,桩间的土拱现象在一定程度上能够反映不同桩型抗滑桩的作用机制和加固效果.

降雨条件下抗滑桩边坡三维稳定性分析

目前对抗滑桩边坡稳定性的研究多集中于无雨状态下,而降雨是触发滑坡的主要诱因,因此有必要对降雨条件下抗滑桩边坡的稳定性进行研究。本文以ABAQUS软件为平台,采用Python语言及内置接口程序对其进行二次开发,基于迭代算法确定降雨边界,并考虑桩土之间的接触效应,采用饱和-非饱和渗流结合有限元强度折减法对降雨条件下抗滑桩边坡的稳定性进行数值模拟;并与不考虑降雨时得到的抗滑桩边坡稳定性结果进行对比研究。通过研究发现考虑与不考虑降雨所得到的抗滑桩边坡的稳定性变化规律是不同的:当不考虑降雨时,桩间距越小,抗滑桩的抗滑效果越好;而在降雨条件下,桩间距越小,越不利于雨水下泄,过小的桩间距反而起不到很好的抗滑效果。当不考虑降雨时,将抗滑桩置于边坡中部时,具有较好的抗滑效果,这与前人的研究结论是一致的;而在降雨条件下,坡脚处具有较高的水力梯度,此时将抗滑桩置于坡中与坡脚之间的位置能起到较好的抗滑效果。因此,在多雨地区设桩要充分考虑当地的降雨情况而选定桩间距及桩位。研究结论可为在多雨地区进行抗滑桩设计及布设提供参考依据。

抗滑桩—边坡系统三维有限元分析

采用通用软件ANSYS对抗滑桩—边坡体系(白岩沟滑坡)进行三维有限元模拟。模拟过程中抗滑桩选用混凝土的强度准则,锚固段桩周岩体选用Drucker-Prager弹塑性本构模型。研究抗滑桩—边坡体系中桩及桩周岩石的变形及应力分布的变化规律,为抗滑桩—边坡体系的设计提供依据。结果表明:各项指标(应力、应变、位移等)均在限度范围内,满足规范的要求,三峡库区白岩沟滑坡治理方案是合理的。

列车运行引发的黄土地区高速铁路路堑动力响应规律

为研究列车运行状态下黄土地区路堑段路基动力响应规律,采用2.5D有限元方法对比分析了有砟轨道和无砟轨道条件下轨道位移、环境振动强度和路基动应力分布随荷载移动速度的变化规律,讨论了抗滑桩对环境振动衰减的影响。结果表明,抗滑桩改变了路基岩土介质质量和刚度分布的连续性,可有效减弱环境振动强度。无波动传播现象时,路堑不同深度处振动强度分布类似,且路基附加动应力受车速影响较小;波动传播现象出现后,随着深度的增加,路堑振动强度逐渐减小,随着车速的提高,路基附加动应力迅速增大。有砟轨道条件下的系统响应受车速影响更显著。在所涉及的黄土场地条件下,现行高铁运行速度一般不超过2种轨道结构的临界速度且不会产生波动传播现象。

杉木桩在治理边坡失稳中的应用

通过武汉市江夏区长江干堤五里堤边坡失稳治理的工程实例,分析了该边坡失稳的原因及治理方案的选择。在分析不同方案的基础上,优化选用了杉木桩作为抗滑桩。重点分析了杉木桩在治理边坡中的作用机理及其设计。应用结果表明,杉木桩在边坡治理中的应用是可行的,并且因为其具有造价低、工期短、施工方便等优点而适用于应急抢险工程、工作面狭小的工程和临时工程等工程。

正弦波与EL波作用下桩身土压力响应对比研究

为研究正弦波与EL波作用下抗滑桩支挡的高陡边坡桩身前后土压力响应差异,设计完成振动台试验进行响应分析。桩身前、后土压力分别呈倒三角形及抛物线型分布,峰值分别位于靠近桩顶、滑面附近,且桩后土压力略大于桩前。因存在频段耦合效应,正弦波与EL波产生的桩身前、后土压力峰值的差值随加速度峰值的提高较为波动,整体在0.5g达到峰值,分别达到3.242 kPa和2.268 kPa。通过FFT分析,EL波作用下,相对于桩后土压力,桩前土压力具有更强的低频放大效应;桩后土压力在高震级时,其次频带内的最大峰值频率会有较明显向低频带靠近的趋势。利用小波包分析频带划分均匀和时频局部化特性,得到2个峰值点处各频带小波重构分量。结果表明,正弦波与EL波工况下都是测点土压力第1频带(0~6.25 Hz)重构信号较为接近原始信号,即加载波卓越频率所在子频带对土压力响应影响最大,且就第1频带重构分量土压力最大值数值而言,正弦波约为EL波的1.15~1.85倍。此外,大震级时EL波第2频带(6.25~12.50 Hz)小波分量对桩后土压力影响较大。考虑到地震波的成分复杂,常用试验加载波正弦波与实测EL波在时域、频域特性差异较大,所引起的响应存在不同,因此对于边坡工程中支挡结构的抗震性能研究,应选择实测天然地震波作为加载波。

谈抗滑桩在川东北气田开发建设中的应用

选取川东北天然气勘探开发建设中的两类抗滑桩实案,分析其各自的应用特点,并提出对潜在滑塌区段(边坡)应积极采用抗滑桩预先治理,最后总结了川东北地区抗滑桩的设计施工注意事项。

顺层岩石滑坡的分析与设计

以云南元磨高速公路某段顺层滑坡为例,分析了它的成因、性质与规模,对滑坡、边坡稳定性进行了评价,查明了边坡工程处于不稳定性阶段,提出了对顺层滑坡、边坡治理的方案与意见。

Numerical Analysis of the Stability of Embankment Slope Reinforced with Piles

The effects of stabilizing piles on the stability of an embankment slope are analyzed by numerical simulation. The shear strength reduction method is used for the analysis, and the soil - pile interaction is simulated with zero-thickness elasto-plastic interface elements. Effects of pile spacing and pile position on the safety factor of slope and the behavior of piles under these conditions are given. The numerical analysis indicates that the positions of the pile have significant influence on the stability of the slope, and the pile needs to be installed in the middle of the slope for maximum safety factors. In the end, the soil arching effect closely associated with the space between stabilizing piles is analyzed. The results are helpful for design and construction of stabilizing piles.