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含软弱土层边坡稳定性及不同布设抗滑桩支护效果分析

含软弱土层边坡稳定性及不同布设抗滑桩支护效果分析

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作者：姜来重庆交通大学

学位级别：硕士

我国西南地区地质复杂,滑坡灾害多发,含软弱土层的边坡由于软弱层的特殊性,在受到外界扰动时更易发生破坏,破坏情况复杂,对此类边坡的支护还需深入研究,抗滑桩是一种边坡常用的支挡结构,其布设形式对边坡稳定性有较大影响。针对含软弱... 详细信息

我国西南地区地质复杂,滑坡灾害多发,含软弱土层的边坡由于软弱层的特殊性,在受到外界扰动时更易发生破坏,破坏情况复杂,对此类边坡的支护还需深入研究,抗滑桩是一种边坡常用的支挡结构,其布设形式对边坡稳定性有较大影响。针对含软弱土层边坡失稳机理不明确和抗滑桩支护效果不理想的问题,本文使用理论分析、数值模拟、工程应用相结合的方法,对含软弱土层边坡稳定性进行了详细分析,并基于带连系梁拱型抗滑桩整体性好变形能力强的特点,对边坡进行支护。依据边坡变形特征、抗滑桩内力情况对拱型抗滑桩在含软弱土层边坡中的支护效果进行了讨论,取得的主要成果如下:(1)揭示了不同软弱土层参数对边坡稳定性的影响规律。基于强度折减法,建立了含不同软弱土层厚度、角度的边坡模型,并对比分析了天然工况与暴雨工况下的边坡稳定性。在两种工况下,边坡稳定性系数均随着软弱土层厚度增大而增大,随软弱土层角度的增大而减小;由于软弱土层的存在,暴雨工况仅使边坡稳定性系数降低了28%,但不会改变边坡滑动面。(2)获得了各土层土体参数比值与边坡滑动面位置的关系。通过改变周围土体的土体参数,实现软弱土层与相邻土层参数比值的变化,探究了暴雨工况下两土体参数对边坡破话情况的影响。当相邻土层与软弱土层参数比值减小到50%时,边坡会沿坡脚发生破坏,软弱土层的角度越大,相邻土层对边坡稳定性系数的影响就越小。(3)阐明了不同布设抗滑桩对含软弱土层的支护效果。构建带连系梁拱型抗滑桩支护含软弱土层边坡的模型,将其与直线型布设抗滑桩进行对比,分析两种抗滑桩支护含软弱土层边坡使的内力及边坡变形特征。在暴雨工况下,拱型抗滑桩桩身最大弯矩平均值较直线型抗滑桩支护边坡时的弯矩26.1%,剪力小24.85%;拱型布设抗滑桩对部分边坡的加固效果优于直线型抗滑桩。(4)开展了拱型抗滑桩在实际工程中的应用。基于贵州某高边坡,建立了天然、暴雨工况下拱型抗滑桩与直线型抗滑桩支护边坡的模型。在支护实际工程时拱型抗滑桩弯矩及剪力均小于直线型抗滑桩,且拱型抗滑桩支护边坡时边坡的塑性区较小。

关键词：边坡稳定性抗滑桩内力拱型抗滑桩有限元强度折减法

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