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悬臂式抗滑桩加固黏土边坡地震永久位移算法

岩土力学 2013年第5期34卷 1345-1350,1359页

作者：肖世国祝光岑西南交通大学地质工程系成都610031 西南交通大学岩土工程系成都610031

为了有效地确定悬臂式抗滑桩加固的黏土边坡地震永久位移,基于极限分析上限定理,针对圆弧滑动式土坡破坏模式,通过对设置抗滑桩条件下土坡进行外力功率和内能耗散率的计算,按严格力学定义推导出坡体在地震作用下的安全系数,进而导出与... 详细信息

为了有效地确定悬臂式抗滑桩加固的黏土边坡地震永久位移,基于极限分析上限定理,针对圆弧滑动式土坡破坏模式,通过对设置抗滑桩条件下土坡进行外力功率和内能耗散率的计算,按严格力学定义推导出坡体在地震作用下的安全系数,进而导出与安全系数相对应的边坡地震屈服加速度计算公式,并结合Newmark滑块位移法对边坡产生的转动加速度进行二次积分,推导出与边坡设计安全系数密切相关的坡体地震永久位移的详细计算公式。以5.12汶川地震卧龙测站东向地震波为例,通过对一算例边坡进行分析,给出了边坡永久位移时程曲线以及不同设计安全系数与永久位移的关系,分析了算法与Ambraseys算法的结果,验证了所提计算方法的有效性,并得到不同设计安全系数时边坡土体黏聚力和内摩擦角对坡体永久位移的影响规律。研究结果表明,坡体永久位移随着设计安全系数的增加逐渐呈指数函数式减小变化,在较低设计安全系数下,坡体永久位移受土体抗剪强度参数影响较为敏感,随着设计安全系数的提高,这种敏感性则逐渐降低。

关键词：黏土边坡悬臂式抗滑桩设计安全系数屈服加速度永久位移

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悬臂式抗滑桩模型试验研究

岩土力学 2012年第10期33卷 2960-2966页

作者：刘洪佳门玉明李寻昌张涛长安大学地质工程与测绘学院西安710054 中国地质科学院探矿工艺研究所成都611734

作为治理滑坡的重要手段之一的抗滑桩,由于岩土体介质的特殊性,桩后滑坡推力、土体抗力及桩身变形破坏模式与理论计算存在较大差异。通过悬臂式抗滑桩加固滑坡的模型试验,对滑体进行逐级加载,测得桩后滑坡推力、桩前土体抗力和桩体的应... 详细信息

作为治理滑坡的重要手段之一的抗滑桩,由于岩土体介质的特殊性,桩后滑坡推力、土体抗力及桩身变形破坏模式与理论计算存在较大差异。通过悬臂式抗滑桩加固滑坡的模型试验,对滑体进行逐级加载,测得桩后滑坡推力、桩前土体抗力和桩体的应变,研究滑坡推力分布、土体抗力的变化情况、桩身变形破坏模式。试验结果表明,对于悬臂式抗滑桩可分为分离段和接触段两部分,滑坡推力逐渐向接触段集中;桩前土体抗力主要在桩前25 cm以上,随着深度增加,抗力逐渐减小;悬臂式抗滑桩为折断破坏形式,破坏点的位置在滑面以下25 cm处。模型破坏主要是由于桩前土体发生屈服,从而使桩顶部位移过大,致使桩身因折断破坏而失效,最终滑坡模型失稳。其结果可为实际工程提供借鉴。

关键词：悬臂式抗滑桩模型试验嵌固深度桩前土抗力

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悬臂式抗滑桩土拱效应影响因素研究

建筑安全 2024年第5期39卷 100-102页

作者：林元四川省建筑科学研究院有限公司四川成都610081

土拱效应决定着抗滑桩支护作用的发挥,然而目前对其影响因素的研究还不够深入。借助有限元模拟方法,以某采用悬臂式抗滑桩进行加固的基覆型边坡为例,构建三维模型,从桩截面尺寸、桩间距、抗剪强度参数几方面对土拱效应的影响因素进行探... 详细信息

土拱效应决定着抗滑桩支护作用的发挥,然而目前对其影响因素的研究还不够深入。借助有限元模拟方法,以某采用悬臂式抗滑桩进行加固的基覆型边坡为例,构建三维模型,从桩截面尺寸、桩间距、抗剪强度参数几方面对土拱效应的影响因素进行探讨。结果表明,桩间距相对桩截面尺寸对土拱效应影响更明显,土拱效应随桩间距的增大而减弱。粘聚力和内摩擦角较小时对土拱效应影响显著,增大到一定值后影响不明显。

关键词：悬臂式抗滑桩土拱效应桩间距影响因素

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悬臂式抗滑桩桩前被动土拱效应研究

建筑科学与工程学报 2017年第2期34卷 56-63页

作者：罗丽娟夏香波王瑞陈悦长安大学建筑工程学院陕西西安710061

基于1∶10的抗滑桩与土体相互作用模型试验,对悬臂式抗滑桩桩前被动区土体的成拱效应趋势做了初步探讨,利用ANSYS对悬臂式抗滑桩桩前被动土拱效应的形成过程及其影响因素进行数值分析,研究了桩身水平位移、桩间距、土体黏聚力和内摩擦... 详细信息

基于1∶10的抗滑桩与土体相互作用模型试验,对悬臂式抗滑桩桩前被动区土体的成拱效应趋势做了初步探讨,利用ANSYS对悬臂式抗滑桩桩前被动土拱效应的形成过程及其影响因素进行数值分析,研究了桩身水平位移、桩间距、土体黏聚力和内摩擦角等因素对被动土拱效应的影响。结果表明:相邻两桩桩前一定范围内土体中会产生被动土拱效应,且随着桩身水平位移的增加和沿桩深度的减小,被动土拱效应增强,土拱范围变大;随着桩间距的增加,被动土拱效应减弱,土拱形态先变陡峭而后逐渐变平缓;土体黏聚力与被动土拱效应呈正相关关系,而土体内摩擦角对被动土拱效应的影响较小。

关键词：悬臂式抗滑桩被动土拱效应模型试验数值分析黏聚力内摩擦角

悬臂式抗滑桩设计参数对其工作性能的影响分析

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重庆建筑大学学报 2008年第2期30卷 66-70页

作者：刘春茂董捷边成鑫重庆大学建筑设计研究院重庆400045 重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆北部土地整治有限责任公司 400023

针对当前悬臂式抗滑桩设计计算的流程,结合地基系数法和有限单元法,以改变设计参数为研究手段,重点分析了桩截面类型、桩截面几何尺寸、桩间距、锚固段岩土体强度和嵌入深度对悬臂式抗滑桩工作性能的影响。探讨了几个重要设计参数选取... 详细信息

针对当前悬臂式抗滑桩设计计算的流程,结合地基系数法和有限单元法,以改变设计参数为研究手段,重点分析了桩截面类型、桩截面几何尺寸、桩间距、锚固段岩土体强度和嵌入深度对悬臂式抗滑桩工作性能的影响。探讨了几个重要设计参数选取与悬臂式抗滑桩支护效果之间的关系,提出了悬臂式抗滑桩设计时应遵循的几个重要原则。

关键词：悬臂式抗滑桩设计参数地基系数法有限单元法锚固段

悬臂式抗滑桩三维土拱效应及桩间微桩加固作用机制研究

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河北工业大学学报 2021年第5期50卷 79-88页

作者：黄达冯开宋宜祥河北工业大学土木与交通学院天津300401

揭示悬臂式抗滑桩间土拱效应的空间分布,有助于桩间距设计及桩间土稳定性控制等技术的发展。采用有限元分析数值模拟方法,通过对悬臂桩后土体的应力及位移进行分析,得到了土拱的三维空间形态及其影响因素。在此基础上,对桩后土体水平方... 详细信息

揭示悬臂式抗滑桩间土拱效应的空间分布,有助于桩间距设计及桩间土稳定性控制等技术的发展。采用有限元分析数值模拟方法,通过对悬臂桩后土体的应力及位移进行分析,得到了土拱的三维空间形态及其影响因素。在此基础上,对桩后土体水平方向应力突变峰值点数据进行统计分析,得到了不同桩间距条件下的土拱轴线方程。通过土拱的轴线方程可以判断自然土拱的位置,在桩间自然土拱不同位置布置微桩群,研究微桩布置在不同区域对桩间土稳定性的影响,探究微桩最佳布置区域。同时探索微桩尺寸、弹性模量对其桩间土加固效果的影响规律。

关键词：悬臂式抗滑桩土拱效应微桩桩间距桩间土

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基于内聚力模型的悬臂式抗滑桩承载性能研究

基于内聚力模型的悬臂式抗滑桩承载性能研究

作者：谢文豪重庆交通大学

学位级别：硕士

边坡失稳破坏问题广泛存在于自然界与各类工程中,其中以滑坡这一破坏形式最为普遍且造成危害最大。悬臂式抗滑桩是各类边坡防护与滑坡治理工程中常用的防治结构之一,目前在其应用过程中,设计理论经验成分较多,桩身承载特性尚不明确,其... 详细信息

边坡失稳破坏问题广泛存在于自然界与各类工程中,其中以滑坡这一破坏形式最为普遍且造成危害最大。悬臂式抗滑桩是各类边坡防护与滑坡治理工程中常用的防治结构之一,目前在其应用过程中,设计理论经验成分较多,桩身承载特性尚不明确,其次悬臂式抗滑桩结构长期处在地下等具有侵蚀介质的环境中,所以在其服役期内不可避免的会产生损伤积累、性能退化。因此深入开展悬臂式抗滑桩长期性能研究是当前重要且迫切的研究课题之一。本文依托重庆市自然科学基金重点项目“混凝土劣化与推力耦合作用下抗滑桩长期性能研究”,通过物理模型试验与数值模拟相结合的方式开展研究。主要工作如下:(1)开展了悬臂式抗滑桩承载性能试验研究,得到了内力变形与裂缝扩展规律。根据荷载-桩顶位移曲线将悬臂式抗滑桩受力过程分为三个阶段:未开裂阶段、带裂缝工作阶段、破坏阶段。桩体破坏时,裂缝分布于滑面以上110 mm至滑面以下150 mm之间,裂缝形态为横向张拉裂缝和斜拉裂缝,在桩体两侧呈“放射状”由受拉区向受压区延伸。抗滑桩桩身弯矩沿桩长方向非线性分布,在滑面处存在一个弯矩峰值,随着荷载的增加弯矩曲线出现明显的单峰现象。(2)建立了考虑钢筋混凝土粘结滑移效应的悬臂式抗滑桩数值模型,得到了抗滑桩裂缝开展规律与内部钢筋混凝土粘结层应力位移分布规律。内聚力模型计算的承载力比嵌入式模型的误差减小了11.4%,且损伤带的分布形式与试验裂缝吻合度较高。研究发现抗滑桩中钢筋混凝土的应变协调性在滑面处最弱,随着受荷段高度的增加协调性增大。其次抗滑桩内的粘结应力与荷载呈正相关,在滑面处达到最大值,当受拉钢筋进入屈服状态时受荷段会产生明显的粘结滑移现象。(3)揭示了酸雨侵蚀环境下抗滑桩承载性能退化规律。酸雨侵蚀作用下的抗滑桩承载力大小与混凝土抗压强度呈正相关,当酸雨侵蚀周期达120天时,抗滑桩承载力下降了1.53%;考虑钢筋均匀锈蚀,建立了五种不同锈蚀程度的抗滑桩数值模型,在钢筋锈蚀率达到6.79%时,抗滑桩承载力下降了8.01%;仅考虑粘结强度下降10%时,抗滑桩承载力下降了4.48%。对抗滑桩承载力的影响程度大小:钢筋力学性能>粘结强度>混凝土强度。研究表明,抗滑桩内的粘结应力会随着锈蚀率的增大而降低,轴向位移随着锈蚀率的增大而增加,滑面处钢筋混凝土的应变协调性随着锈蚀率的增大而减弱。最后基于内聚力模型的计算结果拟合了锈蚀钢筋抗滑桩的刚度以及承载力计算公式,计算结果与试验研究数据吻合度较高。

关键词：悬臂式抗滑桩承载性能内聚力模型粘结滑移钢筋锈蚀

滑体为黏土层的悬臂式抗滑桩三维土拱效应研究

同方学位论文库评论

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应用基础与工程科学学报 2017年第5期25卷 1011-1025页

作者：蒋建平姚均东上海海事大学海洋科学与工程学院上海201306

为优化抗滑桩的设计,针对滑体为黏土层的悬臂式抗滑桩,基于ABAQUS软件构建了桩间距分别为3b、4b、5b、6b(b为矩形桩宽度)的4个三维有限元数值模型,分析顶下1、3、5、7、9、11m深度处的水平土拱效应,以研究竖向上水平土拱效应的变化即三... 详细信息

为优化抗滑桩的设计,针对滑体为黏土层的悬臂式抗滑桩,基于ABAQUS软件构建了桩间距分别为3b、4b、5b、6b(b为矩形桩宽度)的4个三维有限元数值模型,分析顶下1、3、5、7、9、11m深度处的水平土拱效应,以研究竖向上水平土拱效应的变化即三维土拱效应.桩顶下1m处,桩间距为4b时桩后土拱中大主应力占桩后大主应力的95.3%,此时土拱抗滑性能发挥得最好.深度为5m时的大主应力云图中依然有十分明显的土拱,但是相较于较浅处其桩后壁处以及桩后土拱处的大主应力均为负值,说明随着滑坡推力的增大,逐渐大于桩后土拱的抗滑力,这时桩间土拱逐渐发挥作用,但此时桩后土拱并未破坏.桩顶以下7m处土拱在各桩间距下均有形成,但桩间土拱的拱高均有所降低,桩间土拱破坏后,大主应力的拱形弧线向桩间移动,新的桩间土拱再次形成,说明土拱的形成和破坏往往不是一次完成的,而是有几个往复的阶段.深度为9m时的桩后土拱比深度为7m时的桩后土拱承担了较小比例的滑坡推力,说明随着深度的增加,桩后土拱承担的滑坡推力的比重在下降.而当深度变为11m时,桩后土拱和桩间土拱已变得不太明显.三维土拱的拱高从桩顶向下逐渐减小,是由于滑体推力随深度由大变小造成的.本文的研究能为抗滑桩桩间距的合理设计提供参考.

关键词：三维土拱效应悬臂式抗滑桩滑坡推力黏土层

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顺层岩质边坡抗滑桩弯折破坏模型及试验研究

水利水电技术 2018年第9期49卷 25-31页

作者：白松松张骞高昱王文玉刘宗翰梁冠亭石家庄铁道大学河北石家庄050043 北京理工大学北京100081 武汉市市政建设集团有限公司武汉湖北430056 武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072

悬臂式抗滑桩是边坡工程有效防护手段,由于岩土体介质及滑坡结构的特殊性,其在滑坡推力及锚固反力共同作用下的桩身力学行为有待进一步研究。基于顺层岩质边坡的地质结构特性及顺层滑移模式,对抗滑桩锚固段的桩后土体抗力进行分析,分别... 详细信息

悬臂式抗滑桩是边坡工程有效防护手段,由于岩土体介质及滑坡结构的特殊性,其在滑坡推力及锚固反力共同作用下的桩身力学行为有待进一步研究。基于顺层岩质边坡的地质结构特性及顺层滑移模式,对抗滑桩锚固段的桩后土体抗力进行分析,分别考虑土体抗力为矩形、三角形和梯形分布情况,建立悬臂式抗滑桩力学模型,研究抗滑桩在顺层边坡滑坡推力及土体锚固反力共同作用下的弯折破坏位置,得到了抗滑桩锚固段弯折破坏位置与抗滑桩的长度、埋深以及滑移面的剪切力的关系及其表达式。通过试验对模型进行验证,对抗滑桩的理论弯折破坏位置进行实际对比。结果表明:在此种滑移模式下,悬臂式抗滑桩的锚固反力按梯形分布计算时,理论模型计算结果与试验结论有较好的一致性,而在按照矩形或三角形分布计算时,理论结果与试验结论相差较大。所以,在施工设计过程中,应在计算得出的悬臂式抗滑桩弯折破坏位置布置较密的抗弯钢筋或按最不利条件计算最大弯矩,确保抗滑桩的承载能力满足要求。

关键词：边坡工程悬臂式抗滑桩顺层岩质边坡力学模型弯折破坏