三峡库区涉水滑坡抗滑桩嵌岩深度研究

作     者：张旭 

作者单位：武汉工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周春梅

授予年度：2014年

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0815[工学-水利工程] 081503[工学-水工结构工程] 

主      题：三峡库区 涉水滑坡 推力分布 抗滑桩 嵌岩深度 

摘      要：本文采用理论计算与数值模拟相结合方法，以三峡库区龚家坊滑坡治理抗滑桩工程为例，计算了不同荷载工况下，滑坡体的稳定性及抗滑桩上滑坡推力;分析了嵌岩段桩周岩体的横向容许承载力及强度和变形参数，建立了桩-岩土体相互作用数值模型;研究了不同滑坡推力分布形式下，抗滑桩嵌岩段桩及岩体的应力和变形规律，提出了合理的抗滑桩嵌岩深度。具体研究内容和成果如下： （1）介绍了目前常用计算滑坡稳定性及推力方法，即极限平衡法和有限元强度折减法，以及桩-岩接触分析方法;给出了几种抗滑桩嵌岩段内力计算理论模型与基本假设。 （2）采用RMR和GSI围岩分级系统及Hoek-Brown破坏准则，估算抗滑桩嵌岩段岩体横向容许承载力及强度与变形参数，该方法能较好地反映岩体的非线性破坏特征;分析了抗滑桩嵌岩段岩体的横向容许承载力，及其与岩体的物理力学性质及库水位影响的关系。此分析数据作为数值模拟计算的基础，分析抗滑桩嵌岩深度计算模型。 （3）以野外地质调查和勘探数据为依据，考虑库水位涨落引起坡体地下水位的变化，建立滑坡-抗滑桩-库水位耦合作用地质模型;采用Geostudio中Slope\Seep\Sigma模块，分析不同库水位工况，加桩前与加桩后，滑坡稳定性系数及滑坡推力，坡体内应力应变变化规律;采用Ansys中接触分析模块，考虑桩与桩周岩体非线性接触分析特性，对桩周岩体进行弹塑性分析，建立综合地质与结构的嵌岩深度优化设计模型。 （4）在抗滑桩嵌岩段桩-岩非线性接触分析、岩体力学参数及嵌岩效果的数值模拟基础上，分析影响抗滑桩嵌岩深度设计的不同因素及其作用规律，进而系统地阐释抗滑桩嵌岩作用机理，该研究成果是对经典抗滑桩设计理论的阐释和补充，为进一步优化抗滑桩设计提供理论基础。