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西南地区山高路险,地质灾害频发,在各种地质灾害中尤其以滑坡灾害尤为突出,滑坡不仅造成重大经济损失,而且经常造成人员伤亡,严重威胁着当地人民的生命财产安全。在众多的滑坡灾害的防治措施中,尤以抗滑桩最为有效。但传统抗滑桩由于结构庞大,施工周期长,工序复杂,且需要大型机械设备和良好的施工条件,在某些滑坡抢险治理工程中并不实用,基于“快速、安全、经济”的防治理念,微型组合桩在边坡加固中的应用越来越广泛。
基于土拱效应的桩土间相互作用历来是抗滑桩研究的重点,关于传统抗滑桩的土拱效应的研究已经比较深入,对于微型抗滑群桩而言,常规做法是将传统抗滑桩的理论直接用于微型抗滑群桩,但由于微型桩结构自身的特殊性,这种做法显然不合理,为进一步研究微型群桩-滑坡相互作用关系,特以FLAC3D6.0有限差分软件进行数值模拟试验,主要工作及成果如下:
(1)以传统抗滑桩土拱效应计算理论为依据,通过对比分析传统抗滑桩和微型群桩结构的不同,总结微型群桩与滑坡相互作用过程,推导了基于土拱效应的微型群桩最大和最小桩间距公式。
(2)单排微型桩与土的相互作用沿桩长方向,从桩顶至滑动面附近逐渐增强,在三排式非错位排布的直立微型群桩中,后排桩与土的相互作用趋势与单排桩相同,但中排桩和前排桩在该方向上,桩土相互作用呈减弱的趋势。
(3)错位排布的微型群桩的桩土相互作用强于非错位排布条件下的相互作用,桩间距和桩排距对微型群桩的土拱效应都有明显的影响,数值试验结果表明:桩间距和桩排距均为5倍桩径时,桩土相互作用表现最佳,5倍桩径是最为合理的桩间距和桩排距。
(4)考虑前后排桩倾角的微型桩在横向水平荷载的作用下,后排桩会产生较大的拉应力,改变桩身倾角,桩土间的相互作用也会发生明显变化,研究表明:前后桩桩身倾角在15°~20°时微型桩承载性能表现最佳。
(5)通过数值模拟试验和工程实践对比发现:本文推导的基于桩间土拱效应的微型桩合理桩间距公式与工程实践相吻合,微型抗滑群桩的应用能够显著提高边坡稳定性系数,是一种良好的滑坡抢险措施。
基于土拱效应的桩土间相互作用历来是抗滑桩研究的重点,关于传统抗滑桩的土拱效应的研究已经比较深入,对于微型抗滑群桩而言,常规做法是将传统抗滑桩的理论直接用于微型抗滑群桩,但由于微型桩结构自身的特殊性,这种做法显然不合理,为进一步研究微型群桩-滑坡相互作用关系,特以FLAC3D6.0有限差分软件进行数值模拟试验,主要工作及成果如下:
(1)以传统抗滑桩土拱效应计算理论为依据,通过对比分析传统抗滑桩和微型群桩结构的不同,总结微型群桩与滑坡相互作用过程,推导了基于土拱效应的微型群桩最大和最小桩间距公式。
(2)单排微型桩与土的相互作用沿桩长方向,从桩顶至滑动面附近逐渐增强,在三排式非错位排布的直立微型群桩中,后排桩与土的相互作用趋势与单排桩相同,但中排桩和前排桩在该方向上,桩土相互作用呈减弱的趋势。
(3)错位排布的微型群桩的桩土相互作用强于非错位排布条件下的相互作用,桩间距和桩排距对微型群桩的土拱效应都有明显的影响,数值试验结果表明:桩间距和桩排距均为5倍桩径时,桩土相互作用表现最佳,5倍桩径是最为合理的桩间距和桩排距。
(4)考虑前后排桩倾角的微型桩在横向水平荷载的作用下,后排桩会产生较大的拉应力,改变桩身倾角,桩土间的相互作用也会发生明显变化,研究表明:前后桩桩身倾角在15°~20°时微型桩承载性能表现最佳。
(5)通过数值模拟试验和工程实践对比发现:本文推导的基于桩间土拱效应的微型桩合理桩间距公式与工程实践相吻合,微型抗滑群桩的应用能够显著提高边坡稳定性系数,是一种良好的滑坡抢险措施。