考虑桩前土体抗力的抗滑桩内力计算方法研究及工程应用

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抗滑桩作为边坡支护及滑坡整治的一种重要支挡结构物,合理的设计计算方法直接关系到滑坡治理效果及工程造价。但目前其理论计算方法尚有不足之处,还需进一步研究。本文依托某边坡工程,对抗滑桩设计计算时是否考虑桩前土体抗力以及考虑桩前土体抗力后如何对抗滑桩进行计算展开研究,运用理论分析和数值模拟相结合的方法对抗滑桩理论计算公式进行完善,推导出了考虑桩前土体抗力的抗滑桩内力计算公式,使抗滑桩的理论计算结果更加切合实际,主要研究工作及成果如下:(1)基于相关学者前期研究成果,总结了抗滑桩的设计计算内容,滑坡推力、桩前土体抗力的确定方法及弹性桩内力计算理论。(2)建立三维数值分析模型,针对同一坡体,对考虑桩前土体抗力与不考虑桩前土体抗力的抗滑桩内力、横向位移进行对比分析,得到了抗滑桩设计计算时考虑桩前土体抗力的必要性。通过对5种桩前土体强度参数和7种桩前土体坡度组合情况下桩前土体抗力进行数值模拟分析,得到当桩前土体坡度超过40°后,桩前土体抗力的作用可不考虑,可将其当作抗滑桩支护边坡的一种安全储备。(3)基于滑坡推力、桩前土体抗力分布函数及合力作用点位置,推导新的考虑桩前土体抗力的抗滑桩内力计算公式。结合工程实例,将3种抗滑桩内力计算方法所得结果与数值模拟结果进行对比,结果表明,本文推导的考虑桩前土体抗力的公式法求得的抗滑桩内力理论解与数值解更为接近。(4)总结了抗滑桩结构计算方法,结合依托工程,利用本文新推导的公式计算抗滑桩内力对抗滑桩重新配筋,并与未考虑桩前土体抗力的抗滑桩配筋量对比,以实例说明考虑桩前土体抗力的必要性和经济性。
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