大型滑坡治理抗滑桩与滑坡体相互作用研究

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凉山美姑河拉马滑坡是凉山拉马阿觉乡的一特大型古滑坡前部局部复活的滑坡,为一复杂的大型深层滑坡。本文以拉马滑坡为研究对象,通过对该滑坡多年来的一系列跟踪调查分析、工作和研究,并结合对该滑坡两个阶段的勘察、设计、实测甚至施工等项目,对滑坡区的工程地质环境条件、基本特征进行了研究,研究了滑坡复活的成因机制及稳定性。然后通过对前、后期实测成果的分析,研究了该滑坡体的变形特征及抗滑桩的变形受力特征,分析了它们的变化规律,及桩土相互作用的动态变化特征;并分析了滑坡的地下水特征,以及桩后滑坡推力随时间变化及其分布特点。最后结合FLAC3D三维数值模拟手段,先模拟滑坡复活,再现滑坡的复活演化历史;再对滑坡两个治理阶段的治理进行模拟,分析抗滑桩和滑坡体的变形特征、受力性状,并讨论了滑带、滑体中部和桩顶所在水平面内的土拱效应及其随不同深度的变化规律;利用自编强度折减法对滑带土强度参数进行折减,分别计算治理前、前期治理和后期治理三种情况下滑坡的安全系数,评价滑坡治理的效果,并分析了折减计算后滑坡体的变形和抗滑桩的受力特性;并对比分析常规设计、实测和数值模拟结果中桩和滑坡体位移等的曲线形态及大小规律。得出主要结论如下:(1)该滑坡的形态结构特征复杂,古滑坡在形成演化过程中有分块解体,不同部位具有不同的变形特征,各自表现出不相同的变形机制;滑坡西区受美姑河冲刷掏蚀较东区更为严重,前缘裂缝明显,并不断向上发展,表现为牵引式拉裂、错位,为牵引式滑坡;滑坡东区前缘裂缝不明显,中后部(公路及营地内)裂缝发育、变形明显,主要受营地建设开挖扰动以及生活污水、大气降水下渗的影响,表现为推移式蠕滑变形机制;稳定性分析及变形现象均说明滑坡正处于蠕滑变形的极限平衡状态。(2)该滑坡体位移曲线形态在滑动方向呈斜直线的梯形状或竖直线的矩形形状,在垂直滑动方向曲线形态复杂;由于抗滑桩与滑坡体的相互作用,坡体的位移由无桩时的持续增大变为有桩时的正反方向的随时间往复波动,并且位移速率明显降低,这种过程在桩与桩周的土体之间更为明显,而对桩远处土体影响小;桩主筋应力在滑动面附近最大,深度上呈抛物线形,并且最大应力值均小于钢筋的屈服应力值;主筋应力值随时间增大并趋于稳定,桩土相互作用初期,土体位移增加少许,钢筋应力有很大幅度的增加;桩后滑坡推力在约三分之二滑体厚度处,推力值为最大,推力的分布形状为抛物线形,而非三角形或是梯形。(3)由数值计算,治理后剖面上桩后一定范围内的位移值较其它位置的位移小,桩前滑体呈沿滑带整体滑移的特征;剪力图距桩顶一定距离的滑坡体内出现负剪力,在这一深度以下剪力分布图与常规设计基本一致;弯矩图在滑面附近出现零值点,这以下为负弯矩,可能与滑坡推力分布和桩前抗力分布有极大的关系;基本上正、负弯矩最大值的位置大约在剪力零值点位置;土拱效应在不同滑体深度上其效果不一样,随深度变化土拱的形状及位置也不一样,滑带处土拱主要表现为桩间土拱较为明显以及桩背后桩宽后面的土拱,而在桩顶处主要表现为桩后土拱;由强度折减计算,治理后滑坡稳定性明显得到提高。
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