微型組合抗滑樁工作機(jī)理分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、抗滑樁是目前滑坡治理工程中常用的一項(xiàng)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(qiáng)度,從而達(dá)到抗滑的目的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對(duì)滑坡的加固措施向復(fù)合型、輕型化、小型化和機(jī)械化施工方向發(fā)展,微型抗滑樁應(yīng)運(yùn)而生,在搶險(xiǎn)工程或中小型滑坡中有所采用。然而,微型抗滑樁的抗滑機(jī)理、設(shè)計(jì)方法及工程效果評(píng)價(jià)等研究仍處于探索階段,對(duì)此進(jìn)行研究具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)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(shè)計(jì)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(duì)設(shè)計(jì)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(jī)理及討論樁排距和錨固長度對(duì)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(chǔ)建立數(shù)值分析模型,分析微型抗滑樁的抗滑機(jī)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(tái)階處；邊坡最大塑性變形發(fā)生在微型樁加固滑坡臺(tái)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(shí),承受的軸力主要為壓力,集中在錨固段,當(dāng)樁頂產(chǎn)生較大位移時(shí),樁才會(huì)受到拉力

4、作用,文章中表明,當(dāng)樁排距為1.2m時(shí),滑坡水平位移達(dá)到4cm時(shí),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(jī)理分析得到的受力模式,為建立微型抗滑樁的設(shè)計(jì)計(jì)算理論奠定了基礎(chǔ)。
　　 (2)通過討論樁排距對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響得到,樁排距小于0.8m邊坡失穩(wěn);當(dāng)樁排距L小于1m或大于1m時(shí),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(dāng)0.9m

5、增大,其樁只承受壓力；當(dāng)L<0.9m或者L>1.1m時(shí),樁項(xiàng)會(huì)受到拉力作用,這是因?yàn)闃俄?xiàng)位移增大所產(chǎn)生的；
　　 (3)利用計(jì)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(dāng)錨固深度為樁長的1/2～1/3時(shí),對(duì)滑坡的穩(wěn)定性影響不再增大；當(dāng)錨固深度小于樁長的1/3時(shí),滑坡的穩(wěn)定性隨錨固深度減小而降低；當(dāng)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(yīng)在樁長的1/2～1/3范圍內(nèi)根據(jù)樁的受力選擇一個(gè)合理值。

6、r>　　 (4)通過對(duì)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?。挥捎诼?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(xiàng)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(yuǎn)大于橫梁,對(duì)設(shè)計(jì)起到指導(dǎo)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(shè)計(jì)方案,對(duì)該工程而言,樁排距

7、L=1.0m,錨固長度H=6m的設(shè)計(jì)方案最為合適。對(duì)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??；從塑性變形上分析,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(tái)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(yīng)針對(duì)不同學(xué)者提出的抗滑機(jī)理及計(jì)算方法通過數(shù)值模擬與物理模擬試驗(yàn)來進(jìn)行驗(yàn)