滑坡加固系统中沉埋桩的有限元极限分析研究

采用有限元强度折减法,针对一边坡工程实例进行沉埋桩单桩加固边坡的有限元极限分析,研究了桩长、桩位与潜在滑面、边坡的安全系数及桩身内力之间的关系,研究了边坡滑体与滑带强度之间不同的比例关系与桩长、边坡安全系数的关系。研究结果表明,沉埋桩设在合适的位置上采用较短的桩就可使边坡达到设计要求的安全系数,桩身内力也较全长桩降低,表明沉埋抗滑桩具有良好的应用前景,但是也受到边坡次生滑动面的位置、滑体与滑带强度比例以及桩位置等因素的制约。沉埋桩加固边坡设计中若不考虑这些制约因素,有可能导致工程失败。

沉埋桩加固滑坡体模型试验的机制分析

为研究沉埋桩加固滑坡体的作用机制,采用土压力盒和壁面式压力盒等多种测试手段,完成一系列室内大型模型试验。在外界施加的滑坡推力作用下,测试桩后推力和桩前抗力,分析桩后和桩顶坡体受力状态的变化。根据监测数据的动态变化,判断坡体出现滑裂面的时间和滑裂面的位置,并分析桩抗滑段长度变化时滑坡体的破坏形式与变化规律,同时计算桩顶以上坡体承担的滑坡推力;判断桩身截面的物理状态,计算坡体出现滑裂面时桩身所受的滑坡推力,分析沉埋桩加固滑坡体的机制、桩长变化桩身所受的滑坡推力及其分布规律与桩顶滑体所承担推力之间的关系,为沉埋桩设计提供科学依据。

沉埋式抗滑桩机制模型试验数值分析研究

为验证沉埋桩加固滑坡体的作用机制,在进行了系列室内大型模拟试验的基础上,对模型试验进行了数值分析。分析中采用有限元方法,计算了桩身所受推力分布型式、推力大小和桩顶土推力分布形式、大小;计算了桩长变化时滑坡体加固后的稳定安全系数,由此确定满足设计要求的最小沉埋桩桩长。研究表明,有限元数值分析方法计算所得到的结果与模型试验的结果比较接近,并证明了用有限元数值分析方法对沉埋桩进行设计的可行性。

沉埋桩的有限元设计方法探讨

采用有限元法针计算不同桩长的埋入式抗滑桩在设桩位置的滑坡总推力,计算桩身所受推力分布形式、推力大小和桩顶至坡面的滑坡推力分布形式、大小,计算桩长变化时滑坡体加固后的稳定性。计算表明:桩长变化,设桩位置的总滑坡推力大体相等。桩长度变短,桩身的滑坡推力、桩的最大弯距与最大剪力降低。增加桩的锚固段的长度可以降低桩身的最大剪力。综合桩长变化滑坡体加固后的稳定性、滑坡推力和桩身内力的变化规律,发现沉埋桩既可使滑坡体达到足够的稳定性,且有很大的经济效益。

沉埋桩加固滑坡体模型试验的三维有限元模拟

为了研究沉埋桩加固滑坡的力学机制,兰州中铁西北研究院完成进行了5组沉埋桩的室内大型物理模型试验。在沉埋桩加固滑坡体的模型试验中,坡体不同部位的桩所受到的推力有显著差别,呈现明显的的空间效应,因此不能等同于平面应变问题。对多组模型试验进行了三维非线性有限元模拟,数值模拟结果与试验数据相近,证明有限元方法可以用于沉埋桩的设计。

京沪高铁深埋式桩板结构设计计算方法分析

深埋式桩板是高速铁路无砟轨道路基的一种新型结构形式,其设计方法及计算理论目前还不成熟。本文结合京沪高速铁路深厚软土地基低矮路堤深埋式桩板结构的设计参数,建立二维和三维的有限元模型,计算得出桩板结构内力分布和变形特性等。对比分析二维和三维的有限元计算表明,二维与三维框架法计算结果接近,且均满足无砟轨道的控制指标要求。为了便于设计计算,建议按照二维框架法计算结构内力。

深埋式抗滑桩的受力分布规律

目前， 国内外尚未就深埋式抗滑桩桩身受力分布规律、适用条件等进行系统的研究，也没有实测资料可以对照参考， 故深埋桩的推广使用受到很大的局限。本文在介绍深埋式抗滑桩模型试验和相关数值模拟分析的基础上，通过资料分析，就深埋式抗滑桩的桩身受力分布规律、深埋桩承担的滑坡推力与桩顶埋深之间的关系及其适用条件等问题进行了探讨，

环境敏感区铁路路基岩溶地基处理新结构研究

研究目的:黔张常铁路DK 49+556.00～DK 49+913.22段路基位于野猫河水库上游水源保护区附近,在紧邻该段路基、具有相同地质条件的土乐坪1号特大桥和土乐坪2号特大桥桩基施工过程中,附近稻田出现泥浆外泄现象,为避免该段路基岩溶注浆处理引起水源保护区水质污染,需研究一种新的岩溶地基处理措施,以代替传统注浆处理措施。研究结论:(1)环境敏感的饮用水源地附近,岩溶地基处理不宜采用注浆处理方式;(2)深埋式桩、复合梁板结构不仅解决了岩溶区地基塌陷对铁路安全产生的影响,还避免了引起饮用水源的污染;(3)路堤地段岩溶地基处理采用深埋式桩、复合梁板结构还可以起到节约用地的效果;(4)本研究成果具有良好的经济效益和社会效益,可应用于岩溶强发育区地基处理。

岩层中深埋隧道穿越桩基的竖向安全距离计算

根据岩石力学中的压力拱理论,从理论上推导了岩层中深埋隧道穿越建(构)筑物桩基时隧道顶至桩基底的竖向安全距离的计算公式。该计算公式与隧道围岩级别、围岩物理力学性质、隧道直径、桩基直径、桩基距隧道中心水平距离和桩基底荷载等因素有关。通过南昌地铁1号线的工程实例用理论计算公式计算了隧道顶距桩底的安全距离,并用二维和三维数值模型进行了验证,二维数值计算值与理论计算较吻合,由于空间效应的影响,三维数值计算值约为二维计算值的85%。

变截面桩在滑坡治理工程中的应用

基于抗滑桩基本计算理论,通过滑坡治理工程实例,提出两种新型抗滑桩结构,即"缩颈桩"和"深埋低锚桩"。"缩颈桩"可应用于在抗滑桩施工过程中仍持续变形的滑坡;"深埋低锚桩"应用于滑动面埋置深的滑坡中,可明显缩短锚索长度,降低施工难度,缩短工期;实践表明,抗滑桩可根据滑坡的具体情况进行动态设计,灵活应用。

苏丹三七区油田钢管桩阴极保护的改进

苏丹三七区油田一期Palogue电站项目的设备基础、厂房基础和工艺管道基础全部采用钢管桩,其阴极保护采用浅埋阳极、均匀分布的形式。投产后,厂区内不同的桩管阴极保护电位相差很大,保护效果不理想。为此对钢管桩阴极保护存在的问题进行了分析,并根据三七区油田钢管桩阴极保护实际,提出了改进意见,将浅埋阳极地床改为深井阳极地床,同时对阳极输出回路进行了改进。实践表明,采取改进措施后,钢管桩的阴极保护效果显著提高,系统运行平稳,效果十分理想。