微型組合抗滑樁工作機理分析及優(yōu)化設計研究.pdf

1、抗滑樁是目前滑坡治理工程中常用的一項重要措施,一般采用的抗滑樁都是通過增大樁身截面尺寸來增加樁的剛度與強度,從而達到抗滑的目的。隨著科學技術的發(fā)展,對滑坡的加固措施向復合型、輕型化、小型化和機械化施工方向發(fā)展,微型抗滑樁應運而生,在搶險工程或中小型滑坡中有所采用。然而,微型抗滑樁的抗滑機理、設計方法及工程效果評價等研究仍處于探索階段,對此進行研究具有重要的理論意義和實用價值。
　　 通過研究微型抗滑樁的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,以“白石洞

2、滑坡”治理工程為例,系統(tǒng)地研究了白石洞滑坡的工程地質(zhì)條件及穩(wěn)定性,結(jié)合工程的特殊性,采用微型組合抗滑樁給出了滑坡治理的設計方案,并討論了微型樁治理滑坡的一般問題,如選擇合理的微型抗滑樁類型、樁的布置形式、樁間距的選取、錨固深度等問題。針對設計方案,通過數(shù)值分析軟件MIDAS/GTS建立模型,分析微型抗滑樁的抗滑機理及討論樁排距和錨固長度對邊坡穩(wěn)定性的影響,并分析說明微型組合樁中聯(lián)系梁的重要性。獲得的主要研究成果和結(jié)論如下:
　　

3、 (1)利用MIDAS/GTS軟件以左側(cè)滑坡加固為基礎建立數(shù)值分析模型,分析微型抗滑樁的抗滑機理。通過分析得到,微型抗滑樁加固滑坡后,其水平方向位移最大值發(fā)生在樁加固臺階處；邊坡最大塑性變形發(fā)生在微型樁加固滑坡臺階的后緣,難以形成貫通面；微型抗滑樁受到的最大剪力及彎矩發(fā)生在滑面附近,微型樁的破壞模式為發(fā)生在滑面附近的以剪切與彎曲相結(jié)合的破壞；微型抗滑樁在加固邊坡時,承受的軸力主要為壓力,集中在錨固段,當樁頂產(chǎn)生較大位移時,樁才會受到拉力

4、作用,文章中表明,當樁排距為1.2m時,滑坡水平位移達到4cm時,樁受到的拉力為13.26kN；受到的滑坡推力主要以梯形分布,其抗力主要以矩形分布。由機理分析得到的受力模式,為建立微型抗滑樁的設計計算理論奠定了基礎。
　　 (2)通過討論樁排距對邊坡穩(wěn)定性的影響得到,樁排距小于0.8m邊坡失穩(wěn);當樁排距L小于1m或大于1m時,樁的最大彎矩與剪力都發(fā)生在頂部,聯(lián)系梁的彎矩及壓力增大,易破壞；當0.9m

5、增大,其樁只承受壓力；當L<0.9m或者L>1.1m時,樁項會受到拉力作用,這是因為樁項位移增大所產(chǎn)生的；
　　 (3)利用計算得到樁的錨固深度,從而得到樁長。通過比較錨固深度與樁長,得到當錨固深度為樁長的1/2～1/3時,對滑坡的穩(wěn)定性影響不再增大；當錨固深度小于樁長的1/3時,滑坡的穩(wěn)定性隨錨固深度減小而降低；當錨固深度越大,其樁受到的軸力也逐漸增大,其具體的取值應在樁長的1/2～1/3范圍內(nèi)根據(jù)樁的受力選擇一個合理值。

6、r>　　 (4)通過對比分析有無聯(lián)系梁兩種情況下坡體的穩(wěn)定性及微型樁的受力得到,有聯(lián)系梁的情況下,樁的最大剪力及最大彎矩均比無聯(lián)系梁情況??；由于聯(lián)系梁的作用,樁頂受到的壓力減小,從而聯(lián)系梁承受拉力作用,如果沒有聯(lián)系梁的,則樁項只受壓力作用,發(fā)生彎曲變形；聯(lián)系梁縱梁受拉力作用,橫梁受壓力作用,且數(shù)值上縱梁所受的軸力遠大于橫梁,對設計起到指導作用。
　　 (5)根據(jù)微型抗滑樁結(jié)構(gòu)參數(shù)的敏感性分析,優(yōu)化設計方案,對該工程而言,樁排距

7、L=1.0m,錨固長度H=6m的設計方案最為合適。對比滑坡加固前后的穩(wěn)定性得到,加固前邊坡的最大位移發(fā)生在坡面剪出口處,加固后其整體最大位移發(fā)生在坡體后緣,其位移明顯減?。粡乃苄宰冃紊戏治?加固前最大塑性變形區(qū)位于坡面剪出口,加固后微型樁加固臺階的后緣發(fā)生最大塑性變形,說明微型抗滑樁起到了加固滑坡的作用。
　　 微型組合抗滑樁在滑坡治理工程中仍處于嘗試階段,應針對不同學者提出的抗滑機理及計算方法通過數(shù)值模擬與物理模擬試驗來進行驗