抗滑樁加固三維邊坡模型試驗(yàn)研究.pdf

1、在邊坡工程中，三維邊坡加固是在其穩(wěn)定性分析基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一個(gè)很重要的課題。在頂部荷載邊坡中，其穩(wěn)定性具有顯著的空間效應(yīng)，邊坡失穩(wěn)因周圍土體約束的空間效應(yīng)而呈現(xiàn)明顯的三維特征，加固體的存在將進(jìn)一步強(qiáng)化三維效應(yīng)。本文以坡頂局部荷載下三維邊坡為研究對象，采用模型試驗(yàn)的方法，深入研究不同坡面形態(tài)下三維邊坡失穩(wěn)機(jī)理和破壞機(jī)制，分析滑動(dòng)面的特性。同時(shí)和三維邊坡加固模型試驗(yàn)相比較，研究其加固體破壞機(jī)制和滑動(dòng)面特征，分析坡面形態(tài)和加固體影響規(guī)律。試驗(yàn)

2、成果對于闡明三維邊坡失穩(wěn)與加固機(jī)制具有重要意義。主要研究內(nèi)容如下：
　　1.采用模型試驗(yàn)對坡頂局部荷載下三維邊坡/加固邊坡的破壞機(jī)制和滑動(dòng)面特征進(jìn)行了詳細(xì)研究。試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)了45°坡角，考慮了坡面形態(tài)（凸坡、凹坡）的影響，通過坡頂加載板，觸發(fā)邊坡模型失穩(wěn)破壞。利用砂層模型獲取邊坡內(nèi)部破壞形式，找到臨界滑動(dòng)面位置。分析坡表面裂紋從產(chǎn)生、擴(kuò)展直至破壞的全過程，測量了坡體內(nèi)土壓力。
　　2.對不同坡面形態(tài)（凸坡、凹坡）的三維邊坡模

3、型，分別制定了
　　抗滑樁加固方案，并采用與（1）相同的邊坡模型進(jìn)行了加固試驗(yàn)。探明了坡體內(nèi)部破壞形式，滑動(dòng)面位置，坡體破壞過程，測定了樁身應(yīng)變、樁頂位移、坡體內(nèi)土壓力等一系列數(shù)據(jù)。
　　3.針對坡頂局部荷載下三維邊坡失穩(wěn)室內(nèi)模型試驗(yàn)，設(shè)計(jì)了砂層模型找尋邊坡失穩(wěn)滑動(dòng)面；基于所得滑動(dòng)面，采用軟件進(jìn)行擬合分析，進(jìn)而研究滑動(dòng)面的特性及滑動(dòng)規(guī)律。
　　4.抗滑樁加固模型試驗(yàn)結(jié)果表明：（1）凸坡、凹坡的破壞過程都是從加載板頂角處

4、開始出現(xiàn)裂縫，并向樁后發(fā)展，最后都破壞到坡腳，抗滑樁被不斷推出。（2）凸坡、凹坡加載力都在坡體達(dá)到極限承載力前上升很快，在達(dá)到峰值后都有明顯回落，且在重新穩(wěn)定平衡后出現(xiàn)再次上升的趨勢。（3）凸坡、凹坡破壞后呈現(xiàn)明顯的三維特征，擬合的滑動(dòng)面都為平滑曲面。凸坡滑動(dòng)面整體上為一圓弧狀，但樁前、樁后有明顯的梯度。凹坡滑動(dòng)面呈現(xiàn)蘋果狀。凸坡滑動(dòng)面深度大于凹坡。（4）凸坡、凹坡坡內(nèi)土壓力在整個(gè)加載過程中隨加載力變化有很好的一致性。埋置深度越淺，應(yīng)力

5、響應(yīng)越明顯，埋置深度越深，應(yīng)力響應(yīng)不是特別一致。（5）抗滑樁樁身應(yīng)變在凸坡、凹坡中表現(xiàn)出不同的變化情況。
　　5.對前面所述的四組試驗(yàn)（凸坡、凹坡、凸坡加固、凹坡加固）進(jìn)行了橫向與縱向?qū)Ρ妊芯?。研究表明：?）不同的坡面形態(tài)是影響三維邊坡穩(wěn)定性以及邊坡破壞后滑動(dòng)面特性的一個(gè)很重要的因素，凹坡有著比凸坡更好的穩(wěn)定性。（2）加載方式?jīng)Q定了邊坡滑動(dòng)面的形成過程以及坡體的破壞模式。（3）抗滑樁對三維邊坡進(jìn)行加固是可行的，特別是針對凸坡。（