陡坡嵌岩抗滑桩无效嵌固深度及工程应用研究

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随着国民经济的日益增长,工程项目建设进入了大规模发展的阶段。由于我国以山地为主,复杂多变的地形地貌决定了在进行水利、铁路、公路等工程建设时,不可避免避免地要面临大量的滑坡问题。抗滑桩作为一种支挡和加固抗滑结构物,具有施工方便、经济性强等优点被广泛应用于边坡防护与基坑支护当中。抗滑桩选址时,出于经济和安全考虑,通常将抗滑桩布置于平缓的滑面上。但受到地形及工程条件的限制,很多抗滑桩必须布置在陡坡地基上,导致桩前岩体无法提供足够的有效抗力,达不到应有的锚固作用。因此进行陡坡嵌岩抗滑桩桩前楔体破裂角以及无效嵌固深度进行研究对指导陡坡地基抗滑桩的设计和施工具有重要的工程意义鉴于目前对陡坡对陡坡嵌岩抗滑桩的研究分析比较少,也无完整的陡坡嵌岩抗滑桩的设计计算理论,本文在已有的研究基础上,针对陡坡嵌岩抗滑桩桩前楔体破裂角以及无效嵌固深度进行了分析和研究。本文的主要研究工作及成果如下:(1)对桩前楔体进行极限平衡分析,建立平衡方程求解极值,提出确定桩前楔体破裂角θcr及桩体无效嵌固深度ycr的计算方法。通过工程实例分析陡坡岩石地基坡角α、岩石地基的抗剪强度指标(粘聚力c、内摩擦角φ)、楔体自重W、桩计算宽度Bp、岩体压力扩散角λ对桩前楔体破裂角θcr及桩体无效嵌固深度ycr的影响。研究发现,陡坡岩石地基坡角α、岩石地基的抗剪强度指标(粘聚力c、内摩擦角φ)、楔体自重W对桩前楔体破裂角θcr及桩体无效嵌固深度ycr均有较大影响,计算宽度Bp、岩体压力扩散角λ对桩前桩体无效嵌固深度ycr有较大影响,但对其破裂角θcr的影响不大。(2)基于第二章理论分析,利用FLAC3D 6.0数值模拟软件,建立桩-岩土界面力学的有限差分模型,采用数值模拟的方法,分析在滑坡推力的作用下桩前岩体的破坏性状,采用单一变量的方法改变各个影响参数如:岩土的内摩擦角、粘聚力、桩间距以及埋入深度等因素,得出各个影响因素对桩前楔体破坏的影响程度以及规律。(3)选取某小区典型陡峭岩质边坡作为研究对象,对此边坡进行抗滑桩设计计算,并结合前文理论分析与数值模拟分析结果,计算出抗滑桩无效嵌固深度,得出抗滑桩有效嵌固深度,将计算结果应用于抗滑桩的内力计算中。
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