门式双排抗滑桩设计近似计算方法及工程应用研究

作     者：潘璐 

作者单位：长沙理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：雷光宇

授予年度：2021年

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：门式双排抗滑桩 内力和位移 解析计算方法 排距 滑坡防治 

摘      要：在滑坡治理措施中,抗滑桩由于其结构简单、布置灵活、施工方便等优点而被广泛应用。然而在治理大型、特大型滑坡时,因滑体土厚度大,滑坡推力大,而使得单排抗滑桩无法满足滑坡治理的要求,双排以及多排抗滑桩应运而生。门式双排抗滑桩是属于双排抗滑桩的一种,它通过桩顶的纵向连梁与横向冠梁将前、后排桩连接起来,形成一个空间体系,共同抵抗土体滑坡推力,既增强了结构的抗弯、抗剪能力,又提高了抗滑桩的抗滑性能。然而由于其桩周土体的复杂性和差异性,桩土之间作用机理不明确,导致相关设计计算理论尚且不够完善,严重制约了其在工程中的运用。鉴于此,本文在已有研究的基础上,以单排抗滑桩设计计算理论为基础,推导了门式双排抗滑桩桩身内力与位移的近似解析解。针对门式双排抗滑桩的构造特点,建立了结构受力的简化计算模型,即将门式双排抗滑桩从连梁中部截开,以截面内力为未知量,按力法进行计算。将抗滑桩从滑面处划分为受荷段与锚固段,针对土质滑坡,考虑滑动面以上桩前临空或不计桩前剩余抗滑力这一情况,采用地基系数“m-K法推导了前后排桩桩身各特征段的位移微分方程,结合桩底位移边界条件求解该微分方程,得到了门式双排抗滑桩桩身内力及位移的近似解析解。为了验证门式双排抗滑桩桩身内力及位移近似解析解的适用范围和条件,采用ABAQUS有限元软件建立了门式双排抗滑桩的数值分析模型,通过分析在不同排距下前排桩桩后土体应力、桩身位移和弯矩的变化规律,得到了桩身内力及位移近似解析解的适用排距范围为4～6倍桩径。以湘西地区实际滑坡工程为例,分别用本文推导的解析方法和有限元法计算了主剖面上的矩形抗滑桩的内力和位移,对比发现,二者相对误差在11%左右,表明近似解析解可以方便地应用于实际工程。