强降雨诱发公路滑坡的微型桩应急处理技术

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近年来,随着全球气候的变化,强降雨天气条件越来越多,特别是我国西南地区的强降雨造成了大量的滑坡灾害,微型桩技术作为一种快速、高效的治理手段在滑坡灾害应急抢险中得到广泛应用。但目前对微型桩在滑坡应急抢险中的设计均是经验性的,充分对其加固机理的深入探讨还较少。因此,结合现有滑坡应急抢险整治工程,开展微型桩加固滑坡机理研究,对于发挥其整治作用具有重要的指导作用,同时对于西南地区的防灾减灾工程具有重要的意义。首先,对强降雨作用下滑坡产生的机理与原因进行分析,归纳总结不同的滑坡成因。其次,在滑坡产生机理分析的基础上,针对采用微型桩整治设计中的关键参数,如布桩位置、桩径、桩长、桩间距、桩排距等,进行了探讨。最后,结合实际工程实例,采用理论分析与数值模拟进行了微型桩整治机理及效果研究,研究结果与现场实际监测结果进行了对比,表明整治效果良好。论文主要研究成果如下:(1)结合实际工程案例对强降雨作用下的滑坡破坏模式进行了总结,得出三种破坏模式:牵引式、推移式以及复合式。牵引式滑坡前段受牵引控制发生变形、中后段破坏呈链式反应,荷载逐步传递累加,滑坡向后逐渐发展,发生渐进破坏;推移式滑坡滑面自上而下逐步贯通,边坡稳定性逐步减小直至失稳;复合式滑坡前后两端分别发生变形、受荷,中段滑面受剪贯通,再反作用于前后两部,滑面逐步整体贯通,最终发生整体破坏。(2)结合微型桩整治滑坡机理,重点对微型桩土拱效应的机理进行了探讨,采用数值模拟手段对微型桩设计参数进行了校核,依据滑坡推力计算确定桩体布置位置、滑体稳定性计算确定桩长、桩间土体稳定性确定微型桩桩间距与排距。同时,对微型桩整治滑坡效果进行了分析。(3)以重庆奉溪高速公路杨家湾隧道进口段滑坡整治工程为例,首先介绍了滑坡的破坏特征和破坏机制;接着,根据现场勘察结果对滑坡推力进行了计算;最后,结合微型桩计算结果确定了微型桩的设计参数,并进行了优化。分析结果表明,首排桩受主要载荷,进行设计时应适当缩短桩间距,且桩间距、排间距的设计应当满足3D~7D(桩径),锚固段长度应结合滑裂面位置,宜选取为全部桩长滑动体厚度的1/3~1/2,同时设桩倾角约为30°,可使微型桩达到治理效果最优。同时,对整治后的滑坡进行了整治效果数值模拟分析,并将数值模拟结果与实际现场监测数据进行对比,表明了微型桩整治效果的准确性和设计参数的合理性。
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