h型抗滑桩治理某红层滑坡的数值分析

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h型抗滑桩作为一种新型的滑坡支护结构,具有较大的整体刚度,能够自动调整结构本身的内力,有效地控制支护结构的变形,同时具有工期短、施工方便、节约造价等诸多优点,因而在滑坡的整治中越来越得到重视。但h型抗滑桩由于结构复杂、受力机理尚处于研究阶段,设计理论尚不完善,因此对h型抗滑桩的受力机理及变形特征的研究将具有重要的理论意义和实用价值。本文以湘南某红层滑坡治理工程为背景,利用ABAQUS软件对h型抗滑桩的受力特性和变形特征进行了数值分析,并对h型抗滑桩受力和变形的主要影响因素进行详细的分析。本文的主要研究内容及成果如下:(1)简要介绍了有限元法的特点及ABAQUS软件,重点介绍了论文中所涉及到的有限元理论及关键技术。(2)详细分析了湘南某红层滑坡的原因,得出滑坡体土层结构是导致该滑坡发生的内因,连续降雨、坡顶堆载、坡脚土体开挖是导致滑坡的主要诱因。(3)根据建筑规划及该滑坡特征利用有限元软件ABAQUS分别建立边坡开挖形成直立陡坎尚未支挡时及滑坡治理后的有限元模型,采用有限元强度折减技术对其在无雨、降雨及治理后三种工况下的稳定性和稳定状态进行计算和评判,表明该滑坡在无雨工况下处于极限状态,降雨工况下不稳定,治理后滑坡处于稳定状态。(4)以该红层滑坡治理为背景,利用有限元软件ABAQUS建立h型抗滑桩数值分析模型,得到h型抗滑桩的受力特性和变形特征,并与滑坡治理普遍采用的单排抗滑桩、桩顶无连接双排抗滑桩进行对比分析。结果表明,h型抗滑桩在桩身受力和抵抗滑坡变形方面均优于普通单排桩、无连接双排桩。(5)通过改变h型抗滑桩的参数(桩排距、桩嵌固比、连梁刚度),分析桩身参数的改变对h型抗滑桩受力和变形的影响,得出该红层滑坡治理h型抗滑桩设计中最佳的桩排距为5d、桩嵌固段深度为3/7h、连梁刚度为1.2EI。(6)通过对该滑坡的监测结果与模拟结果对比可知:该滑坡的治理措施是有效的,治理效果较好,据此也证明了采用ABAQUS对该滑坡h型抗滑桩的模拟结果是可靠的。
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