随着国民经济的飞速发展,铁路、公路、水利的建设速度越来越快,出现越来越多的人工边坡,人们将越来越多地遇到滑坡治理问题。预应力锚索抗滑桩作为一种实用有效的支挡工程措施已在边坡整治工程中得到了广泛地应用,然而其理论研究远远滞后于工程应用。本文以浒家洞滑坡治理工程为背景,从现场试验、理论研究及数值模拟方面上对预应力锚索桩的锚固机理及边坡稳定性分析进行研究,主要研究内容如下: (1) 对浒家洞滑坡整治工程进行安全监测设计。在施工及运营期间,对该滑坡的深部位移进行了长期的跟踪观测,研究了滑坡体及抗滑桩的变形规律,确定滑动面的位置,并对边坡稳定性进行趋势性分析。监测位移的及时反馈,为该工程信息化施工及安全运营提供了可靠保证。 (2) 根据预应力锚索锚固段应力的现场测试研究,得出软岩地层中锚固段轴力及剪应力分布特征。 (3) 采用灰色关联理论对锚索预应力锁定损失的影响因素进行了关联分析,研究结果表明,张拉荷载对锁定损失影响最大,其次是自由段长度。锚固段长度影响最小。 (4) 根据锚索预应力变化的现场长期监测结果,分析了软岩地层中锚索锁定后预应力的变化过程及其特征,并采用灰色不等时距GM(1,1)模型建立预应力锚索锁定后损失的预测模型。 (5) 建立了浒家洞滑坡开挖的三维数值分析模型,采用显式有限差分法进行了边坡开挖的三维弹塑性数值模拟,研究了边坡开挖引起的位移场、应力场的变化及开挖引起的塑性区,将模拟结果与现场实测结果进行了比较研究。 (6) 建立了预应力锚索桩的三维数值分析模型,考虑了桩、锚索及土体的耦合作用,采用显式有限差分法进行了预应力锚索桩的三维数值模拟,研究了锚索锚固段轴力分布特征及抗滑桩所受的弯矩、剪力及侧压力。 (7) 建立了浒家洞滑坡稳定性分析的三维数值分析模型,基于强度折减系数法,计算出边坡开挖前、开挖后及预应力锚索桩整治后的安全系数。