框架梁与锚索桩板墙加固隧道洞口边坡的动力响应特性

针对山岭隧道洞口在降雨、地震等因素作用下易产生变形破坏的问题,以某处采用框架梁与锚索桩板墙支护的隧道洞口边坡工程为原型,开展几何比尺为1∶50的振动台模型试验,分析降雨后地震作用下边坡的动力响应特性及失稳变形规律。结果表明:降雨后坡面无局部破坏,地震作用下边坡的破坏过程可归纳为坡顶张拉破坏—坡脚剪切溃裂—坡体整体失稳滑动,边坡表现为张拉—剪切型破坏;边坡峰值加速度放大系数呈层状分布,“高程效应”与“趋表效应”显著,均随输入正弦波频率、幅值的增加而增大;边坡土体峰值应变分布与坡体滑动破坏面较吻合;桩体锚索轴力与输入正弦波频率、幅值呈正相关,强震作用下锚索轴力增幅显著;桩后峰值土压力近似呈三角形分布,桩体嵌固段内桩土压力最大;桩体弯矩呈“b”型分布,嵌固段内桩体峰值弯矩最大,抗震设计中应注意验算其抗弯强度;桩后土压力与桩体加速度FFT谱幅值主要集中于低频段,结构动力响应主要受地震波低频段部分影响。

锚索桩板墙在边坡加固上的应用研究

对既有支护结构的加固是有效延长结构使用寿命的一种方式。本文以某边坡加固为例,采取在原结构前设置锚索桩板墙并与墙后填土及原结构共同作用的加固方式,提出综合性边坡支护加固设计流程,包括土体沉降与滑移成因评估、加固方案设计、施工顺序设计与信息化监测等。结合工程实际,在设计阶段充分考虑边坡的地质条件、荷载特点及周围环境。现场检测验证了该加固方法的有效性。

预应力锚索桩板墙加固隧道洞口边坡的动力响应特性研究

降雨、地震作用下,隧道洞口边坡易产生严重破坏,有必要研究隧道洞口边坡及支挡结构的动力响应特性。以中国西南某隧道洞口边坡为例,通过振动台模型试验,分析降雨、地震作用下预应力锚索桩板墙加固隧道洞口边坡的动力响应与破坏模式。研究结果表明:(1)隧道洞口边坡破坏过程为坡顶张拉裂缝―坡脚剪切溃裂―边坡整体滑移破坏。由于雨水入渗,坡表土体在地震作用下易产生局部浅层破坏。边坡破坏模式为张拉-剪切型。(2)随峰值加速度增加,桩身PGA放大系数显著增大,应重视该类支护结构在地震作用下的惯性放大效应。(3)桩后峰值土压力随峰值加速度增加而增大,由“S型”分布逐渐转变为倒三角形分布。峰值加速度大于0.4g时,锚索轴力逐渐增加,充分发挥张拉作用。(4)桩土压力与加速度傅里叶谱幅值集中于低频段,地震波沿高程传播存在“高频滤波效应”。(5)桩身位移谱幅值随峰值加速度增加而逐渐增大,沿桩身向上呈增加趋势;位移谱主频分布于1~4 Hz,卓越频率为2.5 Hz,与地震荷载的主频较接近。(6)桩体加速度间的关联性较好,桩体加速度、动土压力、桩体应变、锚索轴力相关性随输入峰值加速度增加而逐渐降低。

预应力锚索桩板墙在高填方边坡中的失稳分析及加固研究

预应力锚索桩板墙支护作为高填方边坡的常见支护结构,在某些工程中具有一定的应用优势,但由于填土与支护结构相互作用机理复杂,常出现方案选型不合理或施工不满足规范要求导致高填方边坡失稳情况,严重危害人身及财产安全。该文依托某预应力锚索桩板墙支护高填方边坡工程,详细分析高填方支护结构的失稳原因,明确了预应力锚索失效是高填方边坡失稳的直接原因。失稳后采用“H型”双排桩+连梁支护方案,并采用数值模拟对加固方案的不同开挖工况进行分析,加固后的边坡顶部位移为29.6mm,最大弯矩为15968kN·m,整体稳定性系数为3.689,满足规范及现场要求,确保了后期边坡的安全,加固效果显著。

锚索桩板墙受力分析与应用

依据实际工程,重点对锚索桩板墙结构进行了以下研究,包括桩板墙设计、剩余下滑力计算、桩板墙受力情况分析、桩板墙的配筋计算、桩板墙的嵌固深度验算、锚索的配置计算以及施工要点分析。旨在进一步为锚索桩板墙的使用和推广提供理论基础和分析方法。

公路锚索桩板墙锚固桩承载力施工措施与研究

锚索桩板墙高效的结合了岩土锚固技术与传统支挡结构的优势,能有效降低施工成本,提高施工效率,在山区高速公路高填方路基中应用广泛。锚索桩板墙锚固桩的承载力是影响整个预应力锚索桩板墙支挡效果的关键因素之一。基于桩土体系的荷载传递规律,文章介绍了公路工程锚索桩板墙锚固桩的承载能力计算模式,总结了锚固桩的锚固承载能力影响因素,结合实际工程特定地质条件下锚索桩板墙人工挖孔锚固桩的施工工艺与质量控制,提出了基于锚固桩尺寸、基于桩身强度的施工质量控制措施。研究成果对公路工程锚索桩板墙人工挖孔锚固桩施工质量的控制及承载能力的研究具有一定的借鉴。

锚索桩板墙受力分析与应用

锚索桩板墙做为一种边坡支挡结构,在我国得到了广泛应用。锚索桩板墙主要承担水平荷载,具有主动支护、柔性支护的特点。锚索桩板墙主要组成结构为:桩板墙、预应力锚索、锚具、挡板等。本文依据实际工程对该结构进行了以下研究:桩板墙设计、剩余下滑力计算、桩板墙受力情况分析、桩板墙的配筋计算、桩板墙的嵌固深度验算、锚索的配置计算以及施工要点分析。通过以上研究,为锚索桩板墙的使用提供了理论基础和分析方法。

市政道路高填方支护中预应力锚索桩板墙施工的关键技术研究

预应力锚索桩板墙是一种新型的防护支挡结构,在市政高填方路段应用中能够有效地降低用地成本,并可兼顾到市政道路周边的绿化景观工程;在某些特殊路段不便于设置重力式挡土墙或桥梁的情况下,多了一种施工选择。随着城市化发展速度不断加快,我国的公路工程建设规模也在持续扩大,施工建设对于公路工程的整体质量以及美观性能要求也更加严格。桩板墙除了起到对路基的维稳防护作用外,还可作为藤曼植物的依附,在市政道路景观绿化工程中可起到一定多元化作用,为道路建设过程中更好地结合周边景观并实现绿化保护功能提供了基础条件。预应力锚索桩板墙施工技术具有自重相对较轻、施工工艺较为成熟、施工操作流程便捷、施工成本投入相对较低等优势,因此,在我国的公路工程路堑高边坡防护中得到了广泛的应用。本文主要是针对市政道路的高填方路基路段的支护工程中所应用到的预应力锚索桩板墙施工技术特征进行了分析,列出预应力锚索桩板墙施工技术中的关键点,希望能够为市政道路的施工多元化提供有效的参考意见。

预应力锚索桩板墙地震响应的振动台试验研究

作为一种轻型支挡结构,预应力锚索桩板墙具备安全、可靠、造价低等优势,汶川地震也证明了它具有良好的抗震性能。但由于此结构体系的受力复杂,目前一系列基础研究问题仍没有解决,理论研究远落后于工程实践,特别是在抗震设计理论研究方面。通过最直接的室内研究手段——大型振动台试验对预应力锚索桩板墙进行了地震响应研究,输入加速度时程选取卧龙台站实测水平向和竖直向地震波,并按相似比处理,测试了桩身6个高度位置的地震土压力、2个高度位置的位移、边坡中5个高度位置的加速度以及锚索预应力的时程变化。试验结果揭示了预应力桩板墙在地震作用下的土压力分布规律、桩身位移和锚索预应力的地震响应特征以及加固边坡的动力特性和加速度放大效应,为深入了解预应力锚索桩板墙的抗震表现和抗震机理提供了可靠的依据。

某高速公路锚索桩板墙原型测试与分析

对设有两排锚索的桩板墙进行现场原型试验,测试了桩身钢筋应力、变形及锚索拉力。将锚索张拉工况记为BI,BII,并以BI,BII为分界点将填方过程划分为3个工况:AI,AII,AIII。测试数据显示:①在AI工况,桩处于悬臂状态,在填土土压力作用下桩身产生了所有工况中的最大弯矩和大部分桩顶位移,可见工况的设置对桩的受力影响较大,最不利工况可能出现在AI工况或其他中间工况;②BI工况下排锚索张拉完成时桩的弯矩和变形减小的幅度不大,锚索拉力对减小填土已产生的弯矩和变形作用不明显,为使桩受力更合理应尽早对锚索张拉;③AII工况填土引起锁口以上桩身弯矩的增速和AI工况相比明显减小,BII工况在下排锚索处弯矩减小幅度最大;④AIII工况填土主要引起上排锚索位置附近的弯矩变化。结果表明:桩的内力及变形受施工工况影响较大,进行锚索桩板墙设计时,应对工况进行优化并检算;为保证施工期间结构的安全,应对施工工序应进行明确规定。

预应力锚索桩板墙抗震设计计算方法研究

由于预应力锚索桩板墙结构体系受力复杂,目前一系列基础研究问题仍没有解决,理论研究远落后于工程实践,特别是在抗震设计方面。为弥补此空白,在已有研究基础上,提出一套简化抗震设计计算方法,该方法考虑了锚索对悬臂段桩背所受土压力的影响,探讨地震综合影响系数Cz对桩身受力的影响,并通过大型振动台试验验证该计算方法和对Cz提出修正建议。经比较发现,实测各工况下的桩身地震土压力和轴力分布与计算结果接近,说明此方法具有一定的适用性,并且该方法涉及方程简单,求解容易,更易于工程师在抗震设计中应用。

高路堤预应力锚索桩板墙承载特性分析

以昆明—曼谷国际公路k70路堤加固工程为背景,采用原位测试方法,完成了不同工况下预应力锚索桩板墙承载特性的现场试验。通过观测结构位移、土压力、桩身内力以及锚索预应力等,系统分析了预应力锚索桩板墙的受力特性与力学行为。锚索桩板墙对高路堤的加固效果显著,填筑初期结构位移随填土高度线性增加,锚索施工后增速有所减缓;初始填筑阶段,抗滑桩变形以刚性倾斜为主,随着锚索张拉和桩后填土不断增高桩身产生了较为明显的弯曲变形。作用在抗滑桩后的土压力大致呈三角形分布,板后土压力大致呈抛物线型分布;相同埋深条件下作用在抗滑桩上的土压力明显大于挡板,原因在于相邻抗滑桩间产生了明显的土拱效应,下部相邻抗滑桩间的土拱效应更强;与解析解的对比结果表明,实测最大桩后土压力与滑坡推力接近,远小于被动土压力;实测板后土压力与主动土压力接近,工程设计中可选取Rankine主动土压力作为挡板的设计荷载,在不利位置采取增大板厚等措施避免挡板发生破坏。采用弹性弯曲梁理论对锚索桩板墙内力计算的结果与实测结果基本一致。张拉锁定初期锚索预应力损失较大,约为设计荷载的10%,后期锚索预应力逐渐趋于稳定,锚索预应力长期损失约为设计荷载值的12%～15%。

高填方预应力锚索桩板墙锚索拉力的原位监测与分析

通过对高速公路填方锚索桩板墙锚索拉力进行原位监测,分析了锚索拉力在施工过程及工后的变化规律。监测结果表明:锚索加载后经历一个明显随时间的损失过程;锚索加载时填土对桩的变形约束作用明显,上排锚索加载对下排锚索影响比较小;施工过程中填土和锚索是一个相互作用的过程,合理的张拉时机和锁定荷载的确定是锚索桩板墙设计的关键。

预应力锚索桩板墙支护多级高填方边坡监测研究与分析

预应力锚索桩板墙作为一种加固多级高填方边坡的新型支护结构,加固效果显著,但由于边坡土体与支护结构作用机理复杂,相互影响较大,经常由于支护方案选择的不合理或者现场位移信息化监测不够导致高边坡工程事故时有发生,严重危害人们的生命和财产安全。以兰州市城关区白道坪石沟不稳定斜坡支护工程为依托,通过对支护结构位移、桩身内力以及锚索预应力监测值的采集归纳,详细分析研究了预应力锚索桩板墙在支护过程中的受力情况。分析结果表明锚索桩板墙在高填方边坡加固过程中效果表现良好,本次边坡支护完成以后最大位移为10 mm左右,最大位移变化速度为0.02 mm/d,最大加速度为0.025 mm/d2,滑动趋势不明显。桩身所受弯矩正负交替,避免了单级增大,支护桩嵌固段因其桩后填土的负摩阻力作用,使其只受压,增加了支护桩的嵌固能力。锚索首次张拉以后预应力损失量为15%~20%,二次张拉以后损失较小,满足工程使用要求,能很好的避免因预应力损失造成的影响,并且锚索预应力和边坡土体应力调整之后,协同工作良好。

预应力锚索桩板墙工程病害分析及整治措施

总结了预应力锚索桩板墙结构物的病害特征,归纳出锚索桩板墙的病害类型主要有局部破坏、连接体破坏和整体破坏。其中局部破坏是最常见的病害现象,进一步将其细分为锚索破坏、桩体破坏和板破坏、嵌固段岩体破坏。分析了每种破坏形式的主要破坏原因,并针对每种破坏状态,提出了相应的整治措施,以供类似工程的设计和施工提供参考。

预应力锚索桩板墙的地震响应及影响参数研究

汶川地震震害调查表明,使用预应力锚索的桩板墙变形协调性更好,抗震性能提高,但目前在预应力锚索桩板墙的抗震设计理论研究方面仍比较落后。本文利用FLAC^(3D)对预应力锚索桩板墙的地震响应特征进行了研究,包括桩身土压力分布、桩身变位及锚索内锚段应力的动力响应特性等,并通过改变地震动参数、材料参数和结构设计参数,进行了多种工况的分析,系统研究了影响参数对桩-土-锚动力耦合相互作用规律的影响。通过对FLAC^(3D)的数据分析,其研究结果表明:锚索限制了桩板墙结构的运动,墙后土压力在锚索附近显著增大;桩前基础表面的土体易损坏,因此,应高度重视桩前位置,这对抗震设计有积极影响;随着内聚力和内摩擦角的增大,桩的位移、应力和锚固轴力等减小;锚索存在临界有效锚固长度,在临界范围内,通过减小桩间距来提高加固效果并不明显。研究成果加强了对预应力锚索桩板墙抗震表现的认识,也为深化抗震机理研究提供了可靠的依据。

预应力锚索桩板墙动态响应规律研究

随着公路交通流量增加及超载车辆增多,交通荷载对支挡结构的受力变形特性影响越来越大。通过FLAC3D软件建立预应力锚索桩板墙空间分析模型,并与现场动应变测试结果进行比较,探讨了交通荷载作用下挡墙的受力变形机制。结果表明:交通荷载在路基与挡墙中所反映的影响深度大致都为2m左右,正常情况下(重型汽车满载、行驶在行车道上)作用在预应力锚索桩板墙上的动土压力大约为该处挡墙静止土压力的10%。

路肩(堤)式预应力锚索桩板墙柔性支挡结构的土压力分布新探索

研究目的:本文研究路肩(堤)式预应力锚索桩板墙柔性支挡结构的土压力分布规律。研究方法:采用现场测试与理论分析的方法进行研究。研究结果:通过研究,获得了预应力锚索桩板墙柔性支挡结构的土压力分布规律。研究结论:对于路肩(堤)预应力锚索桩板墙,由于锚索预应力的作用,使得土压力的分布与大小变得更为复杂,作用于桩、板上的土压力可分解为两部分:一是不考虑锚索预应力时的总土压力为条带极限平衡理论总土压力和主动库仑总土压力;二是锚索作用而增大的土压力;该类结构设计时,作用于桩、板上的土压力大小属同样一个数量级,可不考虑“土拱效应”对减小土压力的影响;该类结构桩身弯矩计算时也必须考虑锚索预应力对土压力大小与分布的影响;墙顶车辆有限矩形分布荷载作用时的土压力可按弹性理论求解。

锚索桩板墙中锚索应力的工程现场监测及分析

结合广西某电厂扩建工程中锚索桩板墙的实际运用,对锚索桩板墙中锚索的应力变化进行监测及分析,结果表明:1)锚索在锁定后2 h内应力变化曲线基本相同,均呈指数变化,先快后慢,但由于位置、锁定值等不同,不同锚索在2 h内的应力变化总幅度有较大差异。2)锚板墙结构中锚索应力的长期变化特征与普通边坡治理工程中锚索的应力变化走势有较大区别。3)预应力锚固工程属隐蔽工程,影响锚索预应力损失的因素较多,设计及实际运用时很难做到情况完全清楚,通过长期大量的工程数据积累,可为其他相似的锚索工程做出定量的安全评估。

锚索桩板墙土压力分布和变形特性现场试验研究

以云罗(云浮—罗定)高速公路为背景,对锚索桩板墙支挡高路堤进行现场试验,通过对锚索桩板墙的设计、传感器的埋设和测试及工况划分,在不同工况下对土压力分布、桩身位移进行测试,分析了锚索拉力和桩身位移随填土高度和时间的变化规律。结果表明,填土工况下,土压力、锚索拉力和桩的位移随着填土高度的增大而增大;锚索张拉工况下,随着锚索位置的提高,土压力逐渐向上移动,桩的位移整体向山侧移动,位移值上大下小,最大值在桩顶;工后观测工况下,随着时间的推移,土压力有变化但其分布基本不变,桩的位移向河侧移动,且位移值上大下小。