抗滑桩桩后土拱效应的作用机理及发育规律

为揭示抗滑桩桩后土拱效应的作用机理和发育规律，采用平面应变有限元分析模型，对桩周土应力、变形等变化规律进行研究，解释土拱作用的力学机理。根据荷载-位移曲线特征，将土拱发育分为三个阶段，对不同阶段土体中的变形、应力及塑性区开展情况进行分析，研究土拱的发育规律。结果表明：土拱的形成、发展及破坏与桩后荷载p及桩土间相对位移δ大小有关。在p、δ较小时，土体发生弹性变形，土拱处于孕育形成阶段；随着p、δ增大，桩周土体局部产生塑性应变，土拱效应进一步发展并逐渐发挥作用；当p接近极限值时，土体中塑性区范围扩大，δ急剧增长，至塑性区贯通后，土拱破坏，支挡作用失效，土体发生挤出性破坏。本文结果可为土拱理论的进一步完善提供参考。     

基于正交试验的双排抗滑桩的土拱效应影响因素研究

土拱效应对双排抗滑桩的合理布置和优化设计有重要影响,而影响土拱效应的因素较多,引入正交试验的方法,研究了影响抗滑桩土拱效应的六种因素的主次关系,以桩边长、桩间距、岩土体性质、泊松比、接触面参数和排间距六种因素组成六因素五水平的正交实验设计,基于PLAXIS有限元软件对抗滑桩的土拱效应进行了数值模拟。研究结果表明,桩间距、泊松比和排间距是影响土拱效应的主要因素,岩土体性质、接触面参数和桩边长为次要因素,因素间存在耦合作用,各因素取合适的水平,土拱效应会得到较好的发挥。     

悬臂式抗滑桩受力特性分析及桩间距计算

为得到抗滑桩的合理桩间距计算公式,在假定桩后土拱和桩侧土拱充分发挥阻滑能力的基础上,将土拱极限剪切面和桩侧面上的摩阻力进行简化,根据桩间土体静力平衡条件及Mohr-Coulomb强度准则计算出了合理的桩间距,并通过工程实例和数值模拟进行了对比验证,进一步分析了桩间距的影响因素及不同桩间距下土拱的受力情况.研究结果表明:...     

基于离散元的不同截面抗滑桩土拱效应分析

选取典型抗滑桩截面(方形、矩形和圆形),采用离散元(DEM)手段,从细观角度对这三种横截面桩土拱效应的形成发育过程及相关影响因素进行分析研究。结果表明:三种抗滑桩桩后均有土拱效应产生,方形桩跟矩形桩所形成的土拱效应均大致呈半圆弧状,圆形桩的土拱效应则近似马鞍形;矩形桩所能承载的极限荷载最大,方形桩次之,圆形桩最弱;不同的影响因素对同类型的抗滑桩影响规律及程度均存在差异,同一影响因素对不同截面抗滑桩影响规律相同但影响程度不同。     

抗滑桩的土拱效应及数值模拟

通过对抗滑桩及桩周土的力学分析,建立了相应的有限差分模型,并运用连续介质的快速拉格朗日差分程序FLAC模拟了土拱产生的过程和机理,分析了影响土拱效应的因素.计算结果表明:①桩距设为桩宽的2.5～3.5倍是比较合适的;②桩后中轴线上节点y方向位移变化曲线能够直观反映土拱的产生过程;③桩间距越大,土拱效应越不明显,随桩间距的增大,桩的荷载分担比逐渐减小,而土体的荷载分担比逐渐增大;④土体内摩擦角越大,桩的荷载分担比就越大,土拱效应也就越明显;⑤土体粘聚力对土拱效应的影响并不显著.上述结论对抗滑桩桩距的设计有一定的参考价值.     

基于均布条形荷载附加应力理论的抗滑桩桩间土拱效应研究

抗滑桩桩间距确定是滑坡治理设计中的重要参数,其决定着桩间土拱效应的强弱变化。而土拱效应是保证桩间土体不从桩间滑出或绕桩滑动的关键因素,是确保抗滑桩安全有效的重要原因。将抗滑桩对滑坡的反力视为均布条形荷载,利用半无限空间范围内条形荷载附加应力理论,求解土体中任一点Ｍ在ｘ方向的附加应力,结合对应的模型试验,从而确定了抗滑桩桩间土拱效应的拱高约为０．３～０．４倍桩间距。且通过附加应力随桩间距的变化可以发现,抗滑桩桩间距为４倍以内桩截面宽度时土拱受力较为有利,既采用３～４倍桩截面宽度作为设计桩间距较为经济、合理。     

土工格栅对桩承式路堤土拱效应影响的数值模拟研究

通过plaxis8.5有限元软件,研究大主应力偏转角度的变化,模拟出有无土工格栅时土拱效应的形成及变化规律,分析了填土高度?桩间距?填土的力学参数和本构模型对土拱效应的影响?研究表明:格栅的作用是减弱土拱效应和其本身张拉膜效应以及与垫层之间的摩擦咬合三种作用的叠加;路堤填土的塑性是产生土拱的又一条件;主应力偏转发生在填土初期,达到一定高度时拱达到稳定,且拱轴线并不是由桩顶直接出发,而是在桩顶形成抛物面形的应力核区,拱上应力偏转大致垂直于此抛物面?     

基于桩间土拱效应的抗滑桩设计推力分析

抗滑桩设计推力的计算是滑坡治理工程的关键,决定了治理工程的成败。在分析抗滑桩桩间土拱效应形成机理的基础上,推导了考虑桩间土拱效应的抗滑桩设计推力计算公式,并与常规设桩处的剩余推力进行对比,分析了滑面倾角、桩截面尺寸和桩间距对抗滑桩设计推力的影响。结果表明:随着滑面倾角的增大,设计推力曲线先为水平线,而后呈对称的抛物线形,而且存在使设计推力为0和最大值的滑面倾角;抗滑桩的设计推力随着桩高度的增大以直线形式单调减小,随着桩宽度的增大以抛物线形式单调增加,随着桩间距的增大而单调减小。最后,通过工程实例验证了基于桩间土拱效应的抗滑桩设计推力计算方法的合理性。     

基于土拱效应的抗滑桩合理间距不同方法的对比分析

基于土拱效应理论,针对边坡稳定分析中抗滑桩的合理间距进行分析。文中对比分析了以往文献中的不同方法,通过分析相邻拱脚截面静力平衡关系、拱顶截面前缘点最大主应力公式、拱脚截面强度条件的3个方程,推导出了桩间净距的计算公式,并结合工程实例进行了验证。     

梯形断面抗滑桩桩间距计算方法研究

针对滑坡治理新方法——梯形断面抗滑桩,分析了梯形断面抗滑桩土拱效应的形成机理,建立了梯形断面抗滑桩桩间距计算模型。将该类桩的土拱效应视为两个独立的土拱作用,利用土体极限强度、拱脚强度以及桩间静力平衡推导了相应的桩间距计算公式。实例分析表明,梯形断面抗滑桩桩间净距比其他矩形桩桩间净距大,说明梯形抗滑桩斜边的存在使土拱效应整体效果得到加强,梯形抗滑桩相较于其他形式的抗滑桩具有更好的抗滑效果。     

抗滑桩桩前滑体抗力分布规律及工程应用研究

抗滑桩设计荷载包括滑坡推力和抗滑桩桩前抗力,桩前抗力在水平方向上被认为是均匀分布的，为研究桩前滑体抗力的分布规律，在分析抗滑桩与桩间土体相互作用的基础上，利用FLAC-3D有限差分软件，进行计算。计算结果表明，桩前抗力在水平方向上呈现中间大两边小的趋势，分布规律与桩间距、滑坡推力、桩截面尺寸、土体参数等因素有关。按目前规范推荐的方法，抗滑桩的结构设计是偏不安全的。     

滑坡体预应力锚索抗滑桩参数优化设计研究

依托青峪口水库上游草池滑坡体,采用有限差分法分析不同状态下的滑坡体变形和受力分布,进行预应力锚索抗滑桩参数优化设计。结果表明：桩位对滑坡体稳定性的影响较大,随着桩位与坡脚距离的增大,滑坡体安全系数先增大后减小;同一桩位下,抗滑桩锚固段存在临界长度,为30 m;抗滑桩桩距对滑坡体稳定性的影响比桩截面尺寸的影响大;在26°～35°范围内的锚索角度对滑坡体稳定性的影响较小。建议抗滑桩截面尺寸、桩距、锚索角度分别取2.5 m×3.5 m、7 m和27°。     

梯形断面竖向预应力锚索抗滑桩桩间距研究

梯形断面竖向预应力锚索抗滑桩是一种水毁滑坡治理的新方法,针对以往计算模型仅将梯形抗滑桩的土拱效应视为两个独立土拱作用的缺陷,考虑土拱之间存在的衔接问题,提出了梯形抗滑桩存在双土拱整体共同作用形式的新方法。通过建立整体土拱形式的计算模型,推导了整体土拱桩间距计算公式,弥补梯形抗滑桩桩间土拱整体共同作用时的桩间距计算,并依托工程应用对计算值进行了分析比对。在其他因数恒定时,定量分析了荷载对桩间距的影响。结果表明: 桩间距计算值较为合理,即桩间距离相对较大,说明了梯形抗滑桩增加的桩侧角度,使土拱效应得到增强,对滑坡治理起到了更好效果; 得到滑坡产生的均布荷载在 40 kN /m ＜ q ＜ 120 kN /m 时对桩间距影响幅度为 47% ,在 120 kN /m ＜ q ＜ 200 kN /m 时对桩间距影响幅度为 18% 。研究成果为梯形抗滑桩设计提供理论参考。     

大岩淌滑坡体抗滑桩支挡加固工程的施工

介绍滑坡体内布置的抗滑桩施工过程,对抗滑桩的施工工艺、施工参数以及施工方法进行讨论。     

土与小型钢管抗滑桩群复合结构模型试验研究

为揭示滑坡体在地震动力作用下微型钢管抗滑桩群与土形成的复合结构中桩的内力沿桩身的分布、土的内部压力变化、复合结构的耗能性能及动力特性,在参考Thompson研究方法并考虑土拱效应的基础上,自主研发了直剪式小型抗滑桩土群的低周往复模型试验装置,确定了小型钢管抗滑桩的合理桩间距,并依据相似理论设计了三排小型钢管抗滑桩模型并对其进行低周往复加载试验,通过试验研究了土与抗滑桩群复合结构的力学响应、动力特性、强度规律及破坏形态等主要性状。试验结果表明,桩前被动土压力呈梯形分布,桩后主动土压力呈三角形分布,桩身弯矩呈抛物线形分布,承台板起到桩身弯矩重分布的重要作用,土与抗滑桩复合结构在低周往复荷载作用下的滞回性能良好,刚度退化小,塑性变形性能优良,有良好的耗能能力。     

基于修正主应力旋转理论的抗滑桩桩间土绕流计算方法

桩间土绕流验算是抗滑桩设计三大验算流程之一,研究绕流计算方法对于在保证抗滑桩工程稳定安全的前提下,提高设计精度、节省资金具有重要意义。为弥补现有"拱结构物"假设理论的不足,引入Terzaghi松动土压力理论,建立Terzaghi松动土压力与桩间距的关系以及修正主应力旋转理论。并在Ito塑性变形理论假设基础上提出塑性变形理论适用的上限与下限桩间距,结合修正主应力旋转理论与Terzaghi土拱计算理论建立了极限桩土荷载分担比计算模型,根据所提模型计算结果获得了桩土荷载分担比与土体性质、桩间净距的关系。然后与数值模拟的计算结果进行了对比分析,并提出了桩间土绕流验算方法:定义桩间土稳定性系数为极限桩土荷载分担比与实际桩土荷载分担比之比,稳定性系数大于1表示桩间土较稳定,不发生绕流。     

高土边坡抗滑桩加固的数值分析研究

在系统的分析了抗滑桩的作用机理和有限单元法计算原理基础上,结合实际工程,利用有限单元法,对高土边坡加固前后分别进行建模计算,通过对比分析加固前后位移云图和塑性区图,说明抗滑桩对高土边坡加固效果明显,同时也证明有限单元法对高土边坡稳定计算直观有效。     

紫坪铺水利枢纽溢洪道边坡加固抗滑桩施工

紫坪铺水利枢纽溢洪道右侧边坡,桩号0 200.00~0 280.00 m段高程810~950 m区间内侧边坡覆盖层较厚,设计采用抗滑桩加固边坡,对提高边坡的稳定性具有较好的效果。主要介绍了钢筋混凝土抗滑桩的施工工艺及流程,可供类似工程参考和借鉴。