三峡库区涉水滑坡抗滑桩嵌岩深度研究

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本文采用理论计算与数值模拟相结合方法,以三峡库区龚家坊滑坡治理抗滑桩工程为例,计算了不同荷载工况下,滑坡体的稳定性及抗滑桩上滑坡推力;分析了嵌岩段桩周岩体的横向容许承载力及强度和变形参数,建立了桩-岩土体相互作用数值模型;研究了不同滑坡推力分布形式下,抗滑桩嵌岩段桩及岩体的应力和变形规律,提出了合理的抗滑桩嵌岩深度。具体研究内容和成果如下:(1)介绍了目前常用计算滑坡稳定性及推力方法,即极限平衡法和有限元强度折减法,以及桩-岩接触分析方法;给出了几种抗滑桩嵌岩段内力计算理论模型与基本假设。(2)采用RMR和GSI围岩分级系统及Hoek-Brown破坏准则,估算抗滑桩嵌岩段岩体横向容许承载力及强度与变形参数,该方法能较好地反映岩体的非线性破坏特征;分析了抗滑桩嵌岩段岩体的横向容许承载力,及其与岩体的物理力学性质及库水位影响的关系。此分析数据作为数值模拟计算的基础,分析抗滑桩嵌岩深度计算模型。(3)以野外地质调查和勘探数据为依据,考虑库水位涨落引起坡体地下水位的变化,建立滑坡-抗滑桩-库水位耦合作用地质模型;采用Geostudio中SlopeSeepSigma模块,分析不同库水位工况,加桩前与加桩后,滑坡稳定性系数及滑坡推力,坡体内应力应变变化规律;采用Ansys中接触分析模块,考虑桩与桩周岩体非线性接触分析特性,对桩周岩体进行弹塑性分析,建立综合地质与结构的嵌岩深度优化设计模型。(4)在抗滑桩嵌岩段桩-岩非线性接触分析、岩体力学参数及嵌岩效果的数值模拟基础上,分析影响抗滑桩嵌岩深度设计的不同因素及其作用规律,进而系统地阐释抗滑桩嵌岩作用机理,该研究成果是对经典抗滑桩设计理论的阐释和补充,为进一步优化抗滑桩设计提供理论基础。
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