复合多层滑床条件下h型抗滑桩受力特征研究

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复合多层滑床边坡是我国三峡库区最常见的边坡,相对于均质滑床的边坡,复合多层滑床边坡的治理更为复杂和困难,其主要体现在复合多层滑床下抗滑桩的设计更为复杂。h型抗滑桩作为一种新型抗滑桩,已在边坡治理中广泛应用,目前复杂滑坡条件下h型抗滑桩的理论计算对实际地质条件考虑尚不够充分,本文选取典型的复合多层滑床边坡为工程实例,通过数值模拟、理论计算等相结合的方法,推导了锚固在复合多层滑床下h型抗滑桩的内力计算公式,建立复合多层滑床的概化模型,采用数值模拟的方法讨论了桩身参数的改变,对h型抗滑桩内力和位移的影响,结合具体复合多层滑床边坡的实例,分析了马家沟滑坡受库区水位变动影响的失稳机理,对比了三种不同桩型的承载性能及加固效果,具体研究工作及成果如下;(1)推导了嵌固在复合多层滑床h型抗滑桩的内力计算公式。通过对滑坡推力的计算方法进行归纳总结,分析了h型抗滑桩所受到的外部荷载以及荷载的分布形式,针对锚固段不是均质滑床的情况,建立了嵌固在复合多层滑床中h型抗滑桩的结构计算模型,提出了嵌固在复合多层滑床下h型抗滑桩的内力计算方法。(2)阐明了嵌固在复合多层滑床下h型抗滑桩桩身参数的改变对内力和位移的影响规律。通过数值模拟,研究了复合多层滑床下桩身参数对内力和位移的影响,结果表明排距取值在2d~4d之间(d为抗滑桩横截面高度),前后桩的锚固深度取桩身长度的L/3(L为桩身长度),横梁的相对刚度取2.0EI时,桩身的受力和位移较为合理。(3)揭示了复合多层滑床马家沟滑坡受库区水位变动的失稳机理,采用Geostudio分析了马家沟滑坡受库区水位变动的影响,在水位上升阶段,浸润线凹向坡体内部,水位下降阶段,浸润线变化为向外凸,不利于边坡的稳定,安全系数随着水位的上升逐渐增大,水位持平在最高水位时,安全系数逐渐降低,此后,边坡的安全系数随着水位下降逐渐降低,下降速率与水位下降速率成正比。(4)对比了单排、双排以及h型抗滑桩加固复合多层滑床滑坡的承载性能,同一工况下,其中h型抗滑桩的最大位移相比单桩的位移减小了73%左右,相对于双排抗滑桩减小了67%左右;最大弯矩以及最大剪力相对于其它两种桩型也减小了1至2倍;采取h型抗滑桩加固后边坡的稳定性系数,相对经过其他两种桩型加固后的稳定性系数高
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