多连梁双排抗滑桩在高液限弱膨胀性黏土滑坡中的应用研究

作     者：郁金平 

作者单位：重庆交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：凌天清

授予年度：2024年

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：高液限黏土 滑坡 稳定性 多连梁 双排抗滑桩 

摘      要：在我国山地区域存在非常多的自然滑坡,而且我国近几年修建了大量道路、铁路和水利水电等基础设施,在其修建过程中也产生了许多滑坡。这些自然滑坡和人类工程活动产生的大量滑坡在外界环境条件(如降雨)影响下容易失稳发生滑坡。云南省大理市某高速路段建设施工时,路基右侧临近朝阳村滑坡出现蠕滑情况,初步判断蠕滑原因为附近水渠破坏渗水及雨水的入渗。前期投入施工的挡土墙支挡设施没有起到有效的抗滑作用。所以为了尽可能减少滑坡灾害对道路结构的影响,并深入挖掘朝阳村滑坡挡土墙失效原因,亟需对此滑坡进行稳定性分析及合理的支挡防护工程加固处理,并进一步研究加固处理后的路基滑坡在地表水渗流影响下的动态稳定性。 本研究以云南省大理市某高速建设项目工程为背景,采用工地现场实地调研调研、数值模拟和理论分析相结合的方式,对路基滑坡进行抗滑桩加固方案研究以及在渗流、开挖等工况下路基滑坡的多场特性分析,主要开展了以下工作: (1)对坡体各地质土层进行取样,并进行相应室内试验,获得各土层土样密度、含水量、天然孔隙比、塑性及液性指数、黏聚力、内摩擦角、压缩模量等各类物理力学参数,用于后续数值模拟分析。 (2)利用极限平衡法及强度折减法对朝阳村滑坡成因及稳定性影响因素展开详细对比分析,并对抗滑桩样式进行探讨,利用两种数值模拟软件建立多种滑坡模型及滑坡加固模型,对比分析不同工况及加固方案下该滑坡稳定性及多场特性差异,以此确定合理的滑坡防治措施。研究发现该滑坡天然状态下安全系数为1.067～1.075,处于欠稳定状态,采用多连梁双排抗滑桩加固方式可以有效地增加多层地质滑坡的稳定性,对含水量高的土体位移有明显的抑制作用,经抗滑桩加固后的滑坡在暴雨工况下仍处于稳定状态,加固效果显著。 (3)在采用多连梁双排抗滑桩对滑坡进行加固处理后,进一步研究了滑坡开挖时多连梁等对抗滑桩应力特性变化的影响,得到多连梁双排抗滑桩多场特性变化规律。研究发现连梁对开挖前后的桩身位移、变形及受力具有显著影响。前排桩通过顶梁与腰梁为后排桩承担部分推力:提供一定的向下竖向压力及桩顶反弯矩,通过竖向力与反弯矩分担了后排桩的部分剪力与弯矩值,二者形成整体增大了结构刚度,从而保证了整体结构的稳定性。 最后以上述研究结果确定合理的路基滑坡支挡防护工程方案,提出在高液限黏土地质环境下路基滑坡支挡防护工程技术的标准,用于指导云南省山区路基滑坡的加固处治与支挡防护工程施工。