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埋入式抗滑桩振动台模型试验分析

岩土工程学报 2012年第10期34卷 1896-1902页

作者：许江波郑颖人中国科学院地质与地球物理研究所工程地质力学重点实验室北京100029 解放军后勤工程学院建筑工程系重庆400041

近几年,埋入式抗滑桩由于其自身的特点而在边坡支护中得到广泛应用,成为边坡支护的一种主要支护方式。静力情况下,埋入式抗滑桩的研究已经较为成熟,动力作用下的研究目前还较少。设计完成了边坡振动台大型模型试验,通过输入不同类型、... 详细信息

近几年,埋入式抗滑桩由于其自身的特点而在边坡支护中得到广泛应用,成为边坡支护的一种主要支护方式。静力情况下,埋入式抗滑桩的研究已经较为成熟,动力作用下的研究目前还较少。设计完成了边坡振动台大型模型试验,通过输入不同类型、幅值、频率的地震波和白噪声激励,探讨地震作用下埋入式抗滑桩模型边坡的动力特性与振动响应规律以及地震动参数对动力特性和动力响应的影响。然后对此模型进行了数值模拟,得出了一些有意义的结论,能够更好地指导边坡抗震设计,有广泛的应用前景。

关键词：动力强度折减法埋入式抗滑桩地震边坡支护模型试验

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埋入式抗滑桩抗震性能振动台试验与数值分析

岩石力学与工程学报 2013年第S2期32卷 4165-4173页

作者：赖杰郑颖人刘云方玉树王永甫后勤工程学院军事土木工程系重庆401311 重庆市地质灾害防治工程技术研究中心重庆400041 重庆工业职业技术学院建筑与环境工程系重庆401120

在静力作用下,已提出的有限元强度折减法在边坡支护中已经广泛运用,并取得了良好的经济效应。但在地震作用下,如何计算还需要研究。为提出合理的计算方法,进行振动台试验与数值分析。试验时输入双向汶川卧龙(NE)波,通过不断加大输入地... 详细信息

在静力作用下,已提出的有限元强度折减法在边坡支护中已经广泛运用,并取得了良好的经济效应。但在地震作用下,如何计算还需要研究。为提出合理的计算方法,进行振动台试验与数值分析。试验时输入双向汶川卧龙(NE)波,通过不断加大输入地震波的幅值,监测桩前、后土压力、坡面位移和加速度响应,研究埋入式抗滑桩在地震作用下的边坡破坏机制,最后通过提出的完全动力有限元法进行数值模拟。试验及数值模拟结果表明两者吻合较好。在地震动作用下,边坡破坏面是张拉–剪切复合破坏;有桩时比无桩时的边坡承载力大大提高,为埋入式抗滑桩抗震设计提供合理计算方法。

关键词：边坡工程振动台试验埋入式抗滑桩地震破坏机制张拉–剪切

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岩石高边坡埋入式抗滑桩的内力计算

岩石力学与工程学报 2005年第1期24卷 105-109页

作者：宋从军周德培肖世国西南交通大学土木工程学院四川成都610031

根据岩石高边坡开挖工程中埋入式抗滑桩的设置位置与特点,分析了桩体非锚固段的主要受力状况,对桩前岩体抗力与桩后坡体推力进行了合理的简化处理,提出桩前岩体抗力按三角形分布荷载计算,而桩后坡体推力按矩形分布荷载计算的分析模型,... 详细信息

根据岩石高边坡开挖工程中埋入式抗滑桩的设置位置与特点,分析了桩体非锚固段的主要受力状况,对桩前岩体抗力与桩后坡体推力进行了合理的简化处理,提出桩前岩体抗力按三角形分布荷载计算,而桩后坡体推力按矩形分布荷载计算的分析模型,以此对埋入式抗滑桩进行内力分析计算,并以实际工程为例,对比了埋入式与悬臂式抗滑桩的计算结果。比较结果表明埋入式抗滑桩内力分布合理,锚固段可适当减短。

关键词：岩石力学埋入式抗滑桩高边坡内力

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埋入式抗滑桩支护地震边坡研究

地下空间与工程学报 2011年第4期7卷 781-788页

作者：许江波郑颖人叶海林冯夏庭中科院武汉岩土力学研究所武汉430071 重庆市地质灾害防治工程技术研究中心重庆400041 后勤工程学院建筑工程系重庆400041

近几年,埋入式抗滑桩由于其自身的特点而在边坡支护中得到广泛应用,成为边坡支护的一种主要支护方式。静力情况下,埋入式抗滑桩的研究已经较为成熟,动力作用下的研究目前还较少。采用动力强度折减法,利用FLAC软件,提出了抗震设计新方法... 详细信息

近几年,埋入式抗滑桩由于其自身的特点而在边坡支护中得到广泛应用,成为边坡支护的一种主要支护方式。静力情况下,埋入式抗滑桩的研究已经较为成熟,动力作用下的研究目前还较少。采用动力强度折减法,利用FLAC软件,提出了抗震设计新方法。通过比较地震作用前后桩的内力值,二者之间的较大值作为桩的抗震设计内力值,同时得到了桩体的内力分布形式。文章对一个具体边坡进行计算分析,结果表明:埋入式抗滑桩不仅在静力情况下能够较好的支护边坡,而且在地震作用下能够满足抗震设计的要求,为边坡的抗震设计提供了一种新的支护方法。

关键词：动力强度折减法埋入式抗滑桩边坡抗震设计

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埋入式抗滑桩在奉云高速分界梁滑坡中的应用

公路交通科技（应用技术版） 2010年第9期6卷 187-193页

作者：赵尚毅郑颖人杜小平段永胜后勤工程学院建筑系重庆400041 重庆高速公路集团有限公司渝东建设分公司重庆401147

重庆奉云高速分界梁滑坡体厚度达到35m,如果采用全长抗滑桩支挡,桩总长可达50m左右,弯矩和截面都非常大。采用埋入式抗滑桩后桩的长度、截面尺寸、钢筋用量都大大减小,和全长桩相比节省投资1/3左右。本文介绍了该滑坡采用埋入式抗滑桩... 详细信息

重庆奉云高速分界梁滑坡体厚度达到35m,如果采用全长抗滑桩支挡,桩总长可达50m左右,弯矩和截面都非常大。采用埋入式抗滑桩后桩的长度、截面尺寸、钢筋用量都大大减小,和全长桩相比节省投资1/3左右。本文介绍了该滑坡采用埋入式抗滑桩的设计计算方法。首先采用有限元强度折减法算出不同桩长时的稳定安全系数,并以设置埋入式抗滑桩后的稳定安全系数达到规范要求的稳定安全系数为原则。当设桩后的稳定安全系数达到规范要求时,此时的桩长即为合理桩长。工程现场监测数据表明,该滑坡采用埋入式抗滑桩加固后滑坡深部位移和抗滑桩受拉钢筋应力均较小,表明该滑坡治理是成功的,另一方面也表明采用有限元强度折减法进行埋入式抗滑桩的长度设计是可行的,可供类似工程参考。

关键词：滑坡防治埋入式抗滑桩桩的长度设计有限元强度折减法稳定安全系数

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埋入式抗滑桩动静力稳定性分析

埋入式抗滑桩动静力稳定性分析

作者：刘云重庆交通大学

学位级别：硕士

本文以重庆奉节至云阳段高速路的某隧道边坡工程为背景，采用数值分析软件FLAC对埋入式抗滑桩支护边坡在动力、静力作用下的破坏过程及结构受力特点进行研究;通过与全长式抗滑桩的比较，得到埋入式桩支护性能的优缺点;开展埋入式抗滑桩... 详细信息

本文以重庆奉节至云阳段高速路的某隧道边坡工程为背景，采用数值分析软件FLAC对埋入式抗滑桩支护边坡在动力、静力作用下的破坏过程及结构受力特点进行研究;通过与全长式抗滑桩的比较，得到埋入式桩支护性能的优缺点;开展埋入式抗滑桩在实际工程中的运用，通过现场土体及桩体位移及土压力监测数据对边坡支护后的稳定性及支护效果加以验证。本文主要研究的内容有以下几点：首先，对静力作用下的边坡稳定性分析方法进行归纳，将有限元强度折减法引入到埋入式抗滑桩的破坏机制、稳定性分析里，主要内容如下：①对现阶段边坡静力稳定性的常用分析方法进行阐述，重点论述有限元强度折减法及边坡失稳的判断论据，并引入到埋入式抗滑桩支护边坡的稳定性分析中。②静力条件下，通过有限元折减法对埋入式抗滑桩支护边坡的破坏过程及破坏机制进行探讨。研究表明：当桩身强度较高时，桩体本身不易发生剪切破坏;极限状态条件下，由于埋入式桩的支挡作用，滑体向下滑动时滑体最后的破坏并非整体破坏，而是越顶破坏。③研究埋入式抗滑桩的支护性能及其影响因素，通过与全长桩在稳定系数和桩身受力(弯矩、剪力)的比较，初步得到前者支护优缺点。同时，探讨静力作用下影响埋入式桩支护性能的因素，包括桩身长度、不同刚度、泊松比、弹模等。其次，对动力作用下的边坡稳定性分析方法进行归纳，重点论述有限元强度折减完全动力分析法及判断动力破坏的依据，并将有限元强度折减完全动力分析法引入到埋入式抗滑桩的动力破坏机制、稳定性分析中，主要的成果如下：①在地震作用下，采用有限元强度折减动力分析法，在同一动力工况下通过与全长桩进行支护性能比较，研究埋入式抗滑桩的抗震性能。②在地震作用下，边坡的动力响应具有放大效应，坡面监测点位置越高，加速度及位移放大效应越明显;埋入式抗滑桩的抗震性能良好，结构动力受力及工程造价要明显优于传统的全长式抗滑桩。③地震作用的不同时刻，埋入式抗滑桩桩身受力不断变化，剪力在滑带处呈三角形分布，弯矩呈抛物线分布，剪力和弯矩在滑带与基岩的交界面附近处接近最大值。最后，通过现场监测数据对埋入式抗滑桩支护边坡的支护性能及稳定性进行研究，监测结果表明：①采用埋入式抗滑桩支护的奉节至云阳段高速路的某隧道边坡工程，现场的水平位移、土压力监测数据表明边坡支护后一直稳定，监测数据验证了前面算例中埋入式抗滑桩这种支护形式的有效性。②现场监测数据也验同时证了有限元强度折减法计算结果的可信性，表明该方法适用于支护边坡的稳定性分析，可以在岩土研究领域里推广运用。

关键词：埋入式抗滑桩强度折减法稳定性破坏机制抗震性能

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埋入式抗滑桩的设计计算方法研究

埋入式抗滑桩的设计计算方法研究

作者：张乾翼兰州交通大学

学位级别：硕士

我国山地面积数量较大，山区地质构造较为复杂，易诱发滑坡等地质灾害，随着我国基础设施建设的蓬勃发展，一大批关系国计民生的重大工程相继启动，这些都加剧了地质环境的脆弱性，在项目实施过程中深受滑坡灾害的严重危害和潜在威胁。... 详细信息

我国山地面积数量较大，山区地质构造较为复杂，易诱发滑坡等地质灾害，随着我国基础设施建设的蓬勃发展，一大批关系国计民生的重大工程相继启动，这些都加剧了地质环境的脆弱性，在项目实施过程中深受滑坡灾害的严重危害和潜在威胁。滑坡是斜坡破坏形式中分布最广、危害最严重的一种地质灾害，我国是世界上受滑坡灾害损失最为严重的国家之一。为了切实保障人民生命财产安全，有关部门对滑坡非常重视并采取了积极的治理措施。仅据不完全统计，三峡库区存在地质灾害点共4429处，其中淹没和移民迁建区较大规模的滑坡、崩塌体2490处，2002年至今两期专项地质灾害治理己投入120余亿元。因此，迫切需要对滑坡治理方法进行系统研究并以此为工程实践提供科学的依据。抗滑桩作为整治滑坡的主要手段之一，在滑坡治理工程中取得了极为广泛的应用。但由于目前抗滑桩的理论研究与工程实践存在较大的差距，尤其突出表现在抗滑桩工程中抗滑桩设计参数确定具有很大的随意性，缺乏合理的标准和科学的理论依据，因此其设计方案很难达到安全和经济的双重目的，过于保守的设计会造成极大的投资浪费，而反之则会造成工程隐患，会造成更大的经济损失。为此，深入研究抗滑桩与滑坡体相互作用机理是当前抗滑桩工程中迫切需要解决的重要应用课题之一。在滑坡治理中，抗滑桩是常用的一种抗滑结构物，近年来在一些大型复杂滑坡治理中，为减小桩长，节约工程造价等原因，出现了桩顶在地面以下较深部位的抗滑桩，对此类桩工程界有的叫“埋入式抗滑桩”、有的叫“掩埋式抗滑桩”。本文暂称其为埋入式抗滑桩。埋入式抗滑桩最明显的优点是桩身所受弯矩小，桩身内力分布合理，而且节省圬工量从而降低滑坡治理的工程造价。但埋入式抗滑桩的适用条件、受力特点等较之桩顶在地面的桩究竟有哪些不同，目前虽有研究，但尚未完全研究清楚，使埋入式抗滑桩的推广使用受到了很大的限制。本文就其工作机理和设计计算方法进行了研究分析。 (1)总结了目前埋入式抗滑桩的设计计算方法，并提出了目前计算方法存在的一些问题;(2)利用理论分析方法和有限元强度折减法对埋入式抗滑桩设计计算方法进行研究，提出了埋入式抗滑桩的设计方法和思路。通过工程实例研究出了埋入式抗滑桩的内力分布和受力模式，获得了较为符合实际的设计计算方法;(3)对埋入式抗滑桩滑面以上悬臂段桩长控制条件进行了分析和计算，得出了埋入式抗滑桩桩前抗力和桩后滑坡推力分布形式;(4)针对埋入式抗滑桩设计中的几个问题：抗滑桩位置布设、桩间距、桩的截面形状大小对滑坡加固效果进行了探讨，获得了较为实用的结论;(5)通过有限元强度折减法模拟分析出了埋入式抗滑桩的适用条件，主要从滑体土强度、滑面形状、设桩处滑体厚度和桩前滑体坡面形状对滑坡加固效果方面进行研究，获得了较为实用的结果;(6)通过有限元软件对工程实例进行分析，提取出了监测位置滑坡的变形数据，并且通过与实测数据的对比，验证了埋入式抗滑桩在大坪滑坡治理工程中的合理性，为后续埋入式抗滑桩的设计计算提供依据。

关键词：埋入式抗滑桩强度折减法受力机理设计计算

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埋入式抗滑桩土拱效应参数影响研究

埋入式抗滑桩土拱效应参数影响研究

作者：黄全江重庆交通大学

学位级别：硕士

埋入式抗滑桩作为一种新型的滑坡支护结构,由于其独特的结构形式及特有的支护优点被逐渐应用于滑坡治理中,然而目前对于埋入式抗滑桩的工作机理及其工程应用还没有形成一致认可的理论和规范。鉴于此,本文在总结分析前人研究成果的基础上... 详细信息

埋入式抗滑桩作为一种新型的滑坡支护结构,由于其独特的结构形式及特有的支护优点被逐渐应用于滑坡治理中,然而目前对于埋入式抗滑桩的工作机理及其工程应用还没有形成一致认可的理论和规范。鉴于此,本文在总结分析前人研究成果的基础上,通过有限差分法软件FLAC3D建立埋入式抗滑桩三维数值分析模型,对静力与动力状态下桩间土拱效应进行研究,得到不同因素对桩间水平土拱和竖直土拱的影响及其规律,研究成果可为抗滑桩工程实际提供理论参考。主要研究内容及成果如下:（1）研究了桩间水平土拱效应的形成及其影响因素,得到桩间水平土拱拱轴线为抛物线,且水平土拱效应随着桩间距的增加先增强后减弱,在2b～4b桩间净距时水平土拱最为明显;通过外部荷载的变化研究可知,在一定滑坡推力范围内,水平土拱随着滑坡推力的增加逐渐增强,当桩后滑坡推力超过3倍土体粘聚力值时,水平土拱稳定性开始削弱;研究土体参数对水平土拱的影响,结果表明水平土拱随着土体粘聚力与内摩擦角值的增加而显著增强,且粘聚力对水平土拱效应影响更大,进一步得到抗滑桩合理桩间距随着土体粘聚力与内摩擦角增加而增加;同时随着埋置深度的增加,桩间水平土拱效应有所增强。（2）通过数值模拟分析桩间竖直土拱的影响因素,其结果表明:桩间竖直土拱拱轴线为4次方程,随着桩间距的增大,竖直土拱效应先增强后减弱;且桩间土体在竖向形成土拱时需要合适的外部荷载使桩土发生较大的相对位移,当桩后滑坡推力超过2倍土体粘聚力值时,竖直土拱稳定性逐渐受到破坏;同时发现土体粘聚力与内摩擦角的增加,能显著增强桩间竖直土拱效应,有效抑制土体的竖向沉降。（3）通过桩间水平土拱和竖直土拱的动力特性研究,并与对应的静力下土拱效应进行对比分析,其结果表明:地震作用下,桩间水平土拱受到不同程度地削弱,而桩间竖直土拱效应在地震作用下有所增强,且相对于较大桩间距模型,地震荷载对较小桩间距下的水平土拱与竖直土拱效应影响要小。

关键词：埋入式抗滑桩水平土拱竖直土拱参数影响动力特性

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埋入式抗滑桩实用设计方法研究

埋入式抗滑桩实用设计方法研究

作者：廖中原重庆大学

学位级别：硕士

在重庆地区防治大中型滑坡的抗滑支挡结构中,钢筋混凝土悬臂式抗滑桩和埋入式抗滑桩是最常见和最具地方特色的两种滑坡治理工程技术,后者是近年新兴的经济实用的抗滑技术,在重庆某些大型土质滑坡治理工程中特别适用。与悬臂式抗滑桩相比... 详细信息

在重庆地区防治大中型滑坡的抗滑支挡结构中,钢筋混凝土悬臂式抗滑桩和埋入式抗滑桩是最常见和最具地方特色的两种滑坡治理工程技术,后者是近年新兴的经济实用的抗滑技术,在重庆某些大型土质滑坡治理工程中特别适用。与悬臂式抗滑桩相比较,埋入式抗滑桩所受的弯矩小,桩身耗材少,大大改善了桩的受力性能,降低了工程造价。目前埋入式抗滑桩应用还处于探索阶段,尚未有成熟的基础理论和实用设计方法,人们对其工作机理不甚清楚。本文就其工作机理和实用设计方法进行了深入研究。①从设计角度提出清晰的埋入式抗滑桩设计思路,总结出埋入式抗滑桩设计的适用条件、基本定义、控制条件和保证措施;②对埋入式抗滑桩悬臂段桩长控制条件进行了分析与改进,借助于有限元数值方法和模型试验,推导出横向地基承载力深度修正公式及其悬臂段桩长控制条件公式并加以验证;③从理论分析和模型试验两方面研究了埋入式抗滑桩工作机理,深入探讨埋入式抗滑桩的土拱效应机理,获得了较为实用的结论;④在现有悬臂式抗滑桩和嵌岩桩嵌固深度确定方法基础上,利用局部弹性地基梁“k”法的初参数解、“m”法的幂级数解对地基系数法进行优化,以及对悬臂式抗滑桩的极限地基反力法进行改进,提出了适用于埋入式抗滑桩的嵌固深度确定方法;⑤针对埋入式抗滑桩设计中的几个问题:桩群布置、桩间距、计算宽度、桩的截面形状和强度问题进行了探讨,获得了较为实用的结论;⑥完善了埋入式抗滑桩实用设计理论体系,提出了对《重庆市地质灾害防治工程设计规范》DB50/5029—2004 [3]条文的修改建议。

关键词：埋入式抗滑桩控制条件土拱效应嵌固深度实用设计方法