抗滑桩支护顺层岩质边坡嵌固段受力机理及岩体水平抗力系数取值研究

来源 :罗椋献 | 被引量 : 0次 | 上传用户:clhhjq
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顺层岩质边坡在山地城市的工程建设中屡见不鲜,在众多支护结构中,抗滑桩因承载能力好、桩位布置灵活等优点,在顺层岩质边坡的治理方面得到了广泛应用。在山城重庆,由于坡地建筑依山而建的需要,时常会遇到上阶采用抗滑桩支护的边坡下方进行了二次开挖的情况,导致了桩前嵌固段岩体形成顺层岩质边坡临空面。在该情况下,揭示抗滑桩嵌固段的传力机理以及岩体水平抗力系数K值的确定对抗滑桩的支护效果至关重要。因此,有必要对抗滑桩支护顺层岩质边坡桩前嵌固段岩体的受力及岩体水平抗力系数的取值方面开展研究。本文结合重庆某空间太阳能电站环境顺层岩质边坡治理工程实例,针对抗滑桩桩前嵌固段岩体进行二次开挖后形成顺层岩质边坡的情况,分析了抗滑桩嵌固段的受力特征,并对嵌固段岩体的水平抗力系数K值的取值进行研究。论文主要的研究内容及成果如下:(1)通过分析桩前嵌固段顺层岩质边坡的破坏模式研究了抗滑桩支护顺层岩质边坡嵌固段岩体的受力机理;并基于弹性地基梁法,根据嵌固点的剪力与位移的关系,利用反分析原理提出了桩前嵌固段岩体K值的计算公式。(2)根据工程实例,基于相似原理进行了室内抗滑桩支护顺层岩质边坡的单桩水平静载试验,揭示了桩前嵌固段岩体的破坏模式,测试了抗滑桩嵌固段顶点的水平推力和水平位移、桩身应变和桩侧土压力变化,结合桩前嵌固段岩体K值的计算公式,研究了桩前嵌固段岩体结构面倾角的变化对抗滑桩嵌固段受力特征及岩体水平抗力系数的影响。(3)使用FLAC3D有限差分软件,建立抗滑桩支护顺层岩质边坡的三维数值分析模型,以结构面倾角为影响因素进行分析,对模型试验结果加以验证。并模拟分析了桩前边坡坡角α、结构面粘聚力c、结构面内摩擦角φ、临坡距b、岩层厚度h的变化对抗滑桩的内力及桩前嵌固段岩体K值的影响。模拟分析结果表明:桩前嵌固段顺层岩体的水平抗力系数K值与结构面内摩擦角、粘聚力、临坡距、岩层厚度呈正相关关系,与坡角成负相关关系,与结构面倾角关系分两种情况,当结构面倾角小于45时,与其呈负相关关系,反之呈正相关关系。(4)利用归一法对数值模拟得到的水平抗力系数进行敏感性分析,得到桩前嵌固段岩体水平抗力系数K值的影响因素的大小顺序为:桩前边坡坡角α>结构面粘聚力c>岩层厚度h>结构面倾角θ>结构面内摩擦角φ>临坡距b。在此基础上,根据顺层岩质边坡岩体水平抗力系数与坡角、结构面粘聚力、岩层厚度等影响因素之间的关系,利用回归分析法建立了桩前嵌固段岩体水平抗力系数K值的多元线性回归方程,并与模型试验的分析结果进行对比,验证结果表明:采用回归方程计算的桩前嵌固段岩体K值与模型试验中利用桩前嵌固段岩体K值的计算公式得到的结果较为吻合。
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