抗滑桩边坡降雨入渗分析

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边坡稳定研究是岩土、土木工程领域的重要研究课题,正确分析边坡稳定性问题,对加强工程建设的指导、确保人民生命财产的安全,意义十分重大。抗滑桩是边坡失稳防治加固的主要措施之一,它能够有效支挡滑坡推力,增强边坡的稳定性,且具有良好的经济效益。降雨是引起边坡失稳的重要因素之一,雨水下落对边坡表层造成动能冲击,雨水入渗能降低岩土强度参数,减小边坡的抗剪强度。本文将降雨渗流影响和抗滑桩加固边坡稳定的研究现状归纳和概括。阐述了抗滑桩支护边坡技术,介绍了几种常用的支护类型,并列举了抗滑桩支护边坡的优越性。在总结前人研究成果的基础上,将强度折减原理同ABAQUS相结合,考虑流固耦合和接触,建立了抗滑桩边坡入渗数值模型,对边坡的稳定性进行研究分析。主要研究成果如下:(1)用基于强度折减理论ABAQUS的有限元分析模型求出边坡的安全系数,将其与理正计算出来的安全系数(基于传统瑞典条分法和Janbu法)进行对比,发现三者的数值变化非常接近,验证了基于强度折减理论的降雨入渗边坡模型在ABAQUS软件的适用性。(2)通过降雨时长对边坡的影响稳定的分析,发现随着降雨时间的持续,边坡的安全系数出现较为明显的减少。降雨24h后,安全系数下降到1.022,当降雨达到72h后,雨水入渗大大降低了土体的抗剪承载力,随着入渗深度加大,边坡稳定性越趋于危险,安全系数下降较大幅度仅为0.875小于1.0,表明减少降雨时长对边坡稳定有一定的效果。(3)建立抗滑桩边坡入渗有限元模型,对入渗边坡的稳定进行分析。研究表明:1)通过对降雨时长影响分析,随着持续降雨边坡土体饱和度值开始上升,由于桩的阻碍作用,抗滑桩左侧与右侧有较为明显的阶梯状态;由于抗滑桩作用,在桩体下侧土体开始形成新的平衡体系,新形成的小边坡开始出现新的坡角应力。该坡脚处的应力继续增加,抗滑桩桩侧与桩顶处也有持续增长的应力。2)抗滑桩桩长的增加能有效遏制边坡位移的增加,最大位移随桩长增长有减少的趋势,在桩长的附近出现了位移集中。当桩长超过一定限值,桩长对位移的影响又出现了弱化。3)通过对抗滑桩设桩位置进行分析,发现抗滑桩设置在滑裂面处,能有效阻止土体位移,设在滑裂面中部偏下,贡献最大,其他位置逐渐弱化,偏离滑裂面则贡献微弱。4)对抗滑桩桩体位移和受力进行分析,发现桩身上部发生弯曲变形,桩顶位移最大,其变形模式表现为剪切型。
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