考慮樁體塑性變形的微型樁—邊坡體系穩(wěn)定分析.pdf

1、微型樁一般是指樁徑在70-300mm之間，長(zhǎng)細(xì)比較大，采用鉆孔、強(qiáng)配筋和壓力注漿成樁的小直徑樁。關(guān)于微型樁結(jié)構(gòu)體系抗滑機(jī)理及穩(wěn)定分析的研究成果較少，嚴(yán)重滯后于工程實(shí)踐。因此開展微型樁-邊坡體系的抗滑機(jī)理及穩(wěn)定性的理論研究是一項(xiàng)較為前沿、緊迫的任務(wù)。
　　本文首先介紹了微型樁國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，提出了一種能夠考慮微型樁塑性變形的邊坡穩(wěn)定性數(shù)值計(jì)算方法，接著基于該方法研究了獨(dú)立布置微型樁體系在土質(zhì)邊坡中的抗滑作用，以及微型樁群樁組合結(jié)構(gòu)

2、的抗滑作用，最后給出了基于有限元方法進(jìn)行微型樁抗滑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的流程。通過(guò)本文研究，主要取得以下結(jié)論和成果：
　　(1)根據(jù)微型樁加固邊坡的破壞機(jī)理，提出了基于微型樁樁體彎矩極限承載力的微型樁-邊坡體系安全系數(shù)計(jì)算新方法，即將微型樁視為彈塑性材料，運(yùn)用場(chǎng)控變量實(shí)現(xiàn)邊坡土體的有限元強(qiáng)度折減，以樁身彎矩不超過(guò)極限彎矩來(lái)作為計(jì)算邊坡安全系數(shù)的臨界點(diǎn)。對(duì)比分析了將微型樁考慮為彈塑性和彈性兩種情況下的計(jì)算結(jié)果，結(jié)果表明，微型樁視為彈性材料情

3、況下，計(jì)算安全系數(shù)偏于危險(xiǎn)，而視為彈塑性材料的情況，計(jì)算安全系數(shù)比較合理。
　　(2)對(duì)單獨(dú)布置微型樁進(jìn)行了較為全面的分析，主要考慮的樁間距、樁體布置位置、樁體傾斜等對(duì)邊坡穩(wěn)定的影響。結(jié)果表明，邊坡安全系數(shù)隨著樁間距的增大，安全系數(shù)降低。同時(shí)樁前后土體塑性區(qū)分布出現(xiàn)分塊。樁間距的減小有利于安全系數(shù)的提高，但是由于微型樁的長(zhǎng)細(xì)比較大，因此易在樁端引起較大的水平位移。樁身的彎矩分布出現(xiàn)兩個(gè)方向的彎矩，呈現(xiàn)“S”狀分布。對(duì)樁體布置位置而

4、言，樁體置于邊坡中部是較為合理的。
　　(3)針對(duì)工程中常用的微型樁群樁組合結(jié)構(gòu)，以2×2微型樁群樁為例，分加連系梁和不加連系梁兩種情形，建立計(jì)算模型分析結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和邊坡穩(wěn)定性。結(jié)果表明，連系梁的設(shè)置可有效控制邊坡的變形，但對(duì)提高邊坡整體安全系數(shù)作用有限。樁體傾斜布置，有利于邊坡穩(wěn)定，提高一定的安全系數(shù)，對(duì)控制邊坡的最大水平位移有明顯的效果，并且發(fā)現(xiàn)傾斜布置之后最大水平位移值發(fā)生于樁前一定距離內(nèi)，而垂直布置微型樁時(shí)，最大水平位移發(fā)