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多层滑带滑坡在世界范围内广泛发育,多层滑带是大型滑坡所具有的重要特征之一。由于对多层滑带滑坡研究不够深入,对大型多层滑带滑坡演化行为判断不准确,多层滑带滑坡防治理论与方法滞后,造成了工程决策失误与防治工程失效。大型多层滑带滑坡演化机理与防控理论成为目前国际滑坡界普遍关注且亟待解决的重大科学问题。抗滑桩是目前开展滑坡治理使用最为广泛的防治结构之一,抗滑桩的植入导致多层滑带滑坡-抗滑桩体系演化机理更加复杂,因此需在多层滑带滑坡演化机理的基础上,系统开展多层滑带滑坡-抗滑桩体系演化特征研究,为多层滑带滑坡抗滑桩治理工程提供依据。多层滑带滑坡具有特殊的动力学特征,目前的抗滑桩设计方法未考虑多层滑带的相对运动,不适用于多层滑带滑坡抗滑桩结构设计,滑坡抗滑效果及其工程长期稳定性难以得到保障。因此,开展多层滑带滑坡-抗滑桩体系演化模式和抗滑桩受力特征相关研究具有重要理论意义和应用价值。本文以三峡库区马家沟多层滑带滑坡-抗滑桩体系为研究对象,基于现场调查和原位监测系统,研究了秭归-巴东段典型多层滑带水库滑坡发育特征,揭示了马家沟多层滑带滑坡相对运动规律和滑坡-抗滑桩体系受力变形模式。同时基于物理模型试验,研究了多层滑带滑坡-抗滑桩体系演化特征与失稳模式,揭示了不同运动模式的多层滑带滑坡(体系)的相对运动规律和抗滑桩受力变形特征。此外基于数值模拟,研究了不同运动模式下抗滑桩设计参数对多层滑带抗滑桩加固效果的影响。最后提出了多层滑带抗滑桩内力计算方法,并将理论计算与模型试验结果进行了对比验证。论文的主要研究成果和结论如下:(1)总结了三峡库区秭归-巴东段典型多层滑带滑坡发育特征,确定了马家沟滑坡基本特征。该段多层滑带滑坡基本发育于侏罗系和三叠系巴东组易滑地层中,滑坡通常为大型深层以上规模,主要分为土层界面+基覆界面型多层滑带滑坡和基覆界面+软弱夹层型多层滑带滑坡两大类。节理裂隙发育的软硬相间顺层结构,非常不利于岸坡的稳定,水库蓄水和降雨诱发马家沟滑坡复活变形并沿三层滑带发生相对滑动。深层滑带土剪切面擦痕和磨光面明显,其粘土矿物颗粒具有明显的定向性排列特征,为马家沟滑坡主滑带。(2)基于现场监测,揭示了马家沟多层滑带滑坡相对运动规律和滑坡-抗滑桩体系受力变形模式。在库水位和降雨联合作用下,滑坡变形呈现显著“阶跃型”增长;深层滑带S3相对位移及速率最大,进入加速变形阶段比坡表位移提前一个月左右。Apriori算法研究表明库水位下降为滑坡坡表位移和深层滑带S3相对运动的主控因素,强降雨为浅层滑带S1相对运动的主控因素。试验桩应变、轴力和弯矩监测规律一致,均出现三处极值点;由于工程桩的阻挡作用,试验桩在浅层滑带S1下方出现反弯点;由于滑带的相对运动,试验桩在中层滑带S2和深层滑带S3的下方均出现弯矩(应变)极值点。试验桩与桩周土体发生协同变形,试验桩受力变形随时间呈“阶跃式”变化。(3)基于物理模型试验,揭示了多层滑带滑坡多场演化特征。滑坡演化过程可划分为初始变形、均速变形、加速变形和临界破坏四个演化阶段,不同演化阶段滑坡主要变形位置存在差异;在后缘推力和重力作用下,多层滑带发生平移滑动,滑坡前缘出现局部剪切破坏,浅层滑带为主滑带。深部相对位移和土压力变化相关性显著,土压力演化过程也可划分应力势能初始积累、匀速积累、加速积累和应力势能转换四个演化阶段,滑坡土压力呈复杂的多级梯形分布;土压力值的突然下降可以作为滑坡临界破坏的判据。(4)揭示了多层滑带滑坡-抗滑桩体系演化过程和失稳模式,研究了多层滑带抗滑桩受力特征。基于桩土多场信息演化特征,体系可划分为初始变形、桩土协同变形和桩土非协同变形三个演化阶段。非协同变形阶段,滑坡位移、土压力和桩身弯矩迅速增大;滑坡-抗滑桩体系呈现浅层和中层桩间土体挤出,桩后土体越顶破坏,前缘多滑面贯通滑动的失稳模式。抗滑桩植入后滑坡破坏极限荷载与历经时长均大幅度增长;多层滑带抗滑桩桩身分布多个弯矩极值点,剪力出现负值现象;桩身弯矩、剪力最大值均大于单层滑带抗滑桩,抗滑桩更容易失效。(5)揭示了不同运动模式的多层滑带滑坡(体系)的相对运动规律和抗滑桩受力变形特征。随着浅层滑带相对位移的增大,体系发生非协同变形,浅层滑带下方出现弯矩(应变)极值点和剪力负值区域,抗滑桩植入的加固效果不断降低。抗滑桩桩周呈现“桩后土拱-桩前土拱-桩后土拱”的双向多级土拱分布现象,桩周土拱效应在不同演化阶段呈现不同规律。不同运动模式下抗滑桩设计参数的改变对抗滑桩加固效果的影响存在差异:浅层滑动为主时,改变桩间距能更好地提高抗滑桩加固效果;深层滑动为主时,增加嵌固深度和减小桩间距均能提高抗滑桩加固效果,其中改变桩间距更加经济合理。(6)基于Winkler弹性地基梁模型,将抗滑桩分成浅层受荷段、深层受荷段和嵌固段三段,建立了多层滑带抗滑桩受力模型,提出了“多段法”的弹性地基梁模型控制方程组,推导了“多段法”抗滑桩桩身内力和变形的计算解析式,并将理论计算与模型试验结果进行了对比分析,两者抗滑桩受力变形规律基本一致;对比结果验证了本文多层滑带抗滑桩内力计算方法的可靠性,该计算方法能够为多层滑带抗滑桩内力计算和结构优化设计提供理论依据。