深層滑坡體特長抗滑樁護壁支護參數(shù)優(yōu)化及極限位移研究.pdf

1、改革開放以來,我國的經(jīng)濟有了迅猛的發(fā)展,因此使得在特殊地質(zhì)條件下的土木工程成為可能,大量的鐵路公路以及地下工程紛紛上馬,當(dāng)穿越滑坡地帶時常常會誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害,威脅施工人員的生命安全,嚴重影響工期。在這種情況下,抗滑樁由于抗滑力大、設(shè)備簡單、節(jié)省工程數(shù)量、噪音低且施工簡便等優(yōu)點而備受現(xiàn)場親昧,在土木工程中的作用是不可替代的。因為抗滑樁工程是在地下施工,為了保障施工人員的安全和工程的順利進行,一般都必須設(shè)置支護井壁,也就是抗滑樁護壁?？够瑯兑?/p>

2、旦開挖,抗滑樁護壁便作為臨空面的主要支護而承受著樁周圍巖產(chǎn)生的土壓力,迄今為止,抗滑樁開挖的深度與側(cè)向土壓力的關(guān)系并沒有科學(xué)的論證,在抗滑樁的設(shè)計中也沒有明確考慮到抗滑樁護壁對樁身承載力到底有多大貢獻,然而抗滑樁護壁科學(xué)合理的設(shè)計將直接影響到施工人員的安全與抗滑樁工程的質(zhì)量。
　　目前開挖深度在70m以上的抗滑樁在國內(nèi)外幾乎沒有類似的工程可以借鑒,屬于特長抗滑樁。為了研究深層滑坡體特長抗滑樁護壁的極限位移,本文依托大坪滑坡治理工程

3、,使用大型有限元軟件 ANSYS對特長抗滑樁70-71m處的護壁受力和變形做數(shù)值模擬分析,以朗肯主動土壓力理論和土拱效應(yīng)為理論基礎(chǔ),在應(yīng)力釋放率和塑性應(yīng)變之間建立關(guān)系,根據(jù)塑性應(yīng)變突變原理,發(fā)生塑性應(yīng)變突變時所對應(yīng)的位移值,就是抗滑樁護壁的極限位移,并對抗滑樁護壁的支護參數(shù)進行優(yōu)化。
　　研究內(nèi)容與方法:
　　(1)查閱大量的文獻資料,對抗滑樁樁周圍巖體的變形有了新的認識,樁周圍巖體變形指的是一旦抗滑樁開挖,其支護也就是抗滑

4、樁護壁有了塑性變形,且不能有效的控制塑性變形,致使變形值大于規(guī)定值,或者抗滑樁完工后,抗滑樁護壁四周有裂紋和鼓起等情況可以看做是抗滑樁樁周圍巖體發(fā)生變形;
　　(2)將樁周圍巖塑性應(yīng)變發(fā)生突變時的狀態(tài)定義為極限狀態(tài),通過模擬抗滑樁樁周圍巖的應(yīng)力釋放,也就是在改變抗滑樁樁周圍巖的應(yīng)力釋放率的過程中,樁周圍巖關(guān)鍵點處的塑性應(yīng)變會發(fā)生突變,即可得到極限狀態(tài)。利用Excel對關(guān)鍵點塑性應(yīng)變和關(guān)鍵部位位移隨應(yīng)力釋放率變化的曲線進行繪制,得到

5、塑性突變點,從而得到深層滑坡體特長抗滑樁護壁的極限位移值;
　　(3)通過對影響深層滑坡體特長抗滑樁樁周圍巖穩(wěn)定性的幾個因素進行數(shù)值模擬,在分析各參數(shù)時,需使其他參數(shù)為定值,改變某一參數(shù)研究這一參數(shù)對樁周圍巖體在X和Y方向的塑性應(yīng)變、位移變化和應(yīng)力變化的趨勢,從而對抗滑樁護壁的支護參數(shù)進行優(yōu)化。
　　主要研究成果:
　　(1)結(jié)合大坪滑坡的現(xiàn)場情況,在介紹了抗滑樁開挖過程中空間效應(yīng)的基礎(chǔ)上,分析總結(jié)了樁周圍巖變形的原因

6、。內(nèi)因就是大坪滑坡的地質(zhì)特點,也就是抗滑樁樁周巖土體的巖石特性和抗滑樁所在的高地應(yīng)力;外因包括施工工法和抗滑樁護壁的支護措施等。
　　(2)以塑性突變理論為指導(dǎo),通過使用大型有限元軟件ANSYS進行數(shù)值模擬,利用Excel繪制曲線,得到塑性突變點,進而得到深層滑坡體特長抗滑樁護壁的極限位移值,頂腳處極限位移為1.04mm,X方向中點處的極限位移為3.53mm,Y方向中點處的極限位移為3.12mm。
　　(3)對抗滑樁護壁不同