预应力锚杆(索)抗滑桩嵌固深度研究

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预应力锚杆(索)抗滑桩是出现于八十年代的一种新型抗滑支挡结构,已被广泛的应用到滑坡治理工程中去,其受力分布更趋合理,工程投资数额也较小。锚杆(索)抗滑桩虽被大量的用于滑坡治理工程,但其设计理论研究却落后于实际工程应用,其中,关于锚杆(索)抗滑桩的嵌固深度问题一直悬而未解。目前,各单位在实际中主要按照自己的计算方法并结合经验来设计,这样,不可避免的存在各种各样的问题,取值过小时不安全,过大则增加工程投资。 一般认为锚杆(索)抗滑桩在锚杆(索)拉力、滑坡推力、桩前滑体抗力的作用下绕锚固点(锚拉力作用点)保持力矩平衡,锚固点为一铰支点。滑坡变形稳定以后,作用在抗滑桩上的滑坡推力绕锚固点产生的推力力矩和滑动面以下的桩前抗力绕锚固点所产生的抗力力矩大小相等、方向相反。当滑坡推力和桩前抗力的大小及其分布确定以后,即可求出抗滑桩的嵌固深度。滑坡推力大小及其分布已有成熟理论,滑动面以下桩前岩土抗力的计算可按极限平衡理论的被动土压力法、滑移线法和弹性楔体法来求解。 本文根据桩前滑床受力特点构造出了各种方法的计算模型,并作出相应假定。被动土压力法、滑移线法和弹性楔体法是对同一极限平衡问题的三种不同解法,所遵循屈服条件相同。导致三种方法所得结果互相出现误差的原因是滑移线法和弹性楔体法在求解极限荷载时假设岩土体无重,而且弹性楔体法求应力分量时遵守物理方程。当滑动面上作用荷载相对桩前土体自重比较大时,这种假设所致误差较小,反之,则较大。被动土压力法和滑移线法所得嵌固深度为真实深度的下限,而弹性楔体法所得嵌固深度为真实深度的上限,在实际中,建议采用弹性楔体法以获得足够的安全储备。Mohr-Coulomb屈服条件的屈服面是稳定材料在π平面上各种屈服面的内包络面,因此,本文研究所得嵌固深度是安全的,与传统的1/3~1/2桩长相比,较大幅度地缩短了嵌固深度,且理论依据充分。 针对本文研究内容,选取了适当的模型试验对研究结果进行分析验证,结果表明所构造出的计算模型是正确的,所得嵌固深度合理、经济,有较高的实际应用价值。
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