抗滑桩挡土墙的支护措施位移和应力分析_台天云.pdf

：抗抗滑滑桩桩挡挡土土墙墙的的支支护护措措施施位位移移和和应应力力分分析析台天云（新疆伊犁河水利水电投资开发（集团）有限公司，新疆 乌鲁木齐 ）摘要抗滑桩和挡土墙的组合支护形式在工程中比较常见，此种支护形式的位移和受力如何，这方面的研究较少，更多的是从滑坡体的安全性进行分析。对此本文结合一实际滑坡工程，采用抗滑桩和挡土墙的支护形式，从位移和受力两个方面对支护措施进行研究，研究结果表明：（）抗滑桩和挡土墙的水平位移规律相同，均是从上至下逐渐减小，且位移均控制在合理范围内；（）坡面的水平位移从上至下逐渐增大，最大位移均不超过 ，说明了坡面的位移是控制在工程允许的范围内；（）抗滑桩和挡土墙的受力均不超过材料允许的最大值，且挡土墙的受力明显小于抗滑桩，说明了可以适当减小挡土墙的刚度，以达到节约工程造价的目的。以上的研究可供类似的滑坡工程提供参考。关键词抗滑桩；挡土墙；水平位移；受力中图分类号 文献标识码文章编号 （）收稿日期 作者简介台天云（），男，山东诸城人，助理工程师，主要从事水利水电工程运行管理方面工作。前言滑坡灾害在工程中较为常见，对此学者们也进行了大量的研究。张新伟等对降雨诱发滑坡进行了研究，研究结果表明：降雨量和地下径流是导致滑动面生成的重要因素。孟桓羽等对陕西某滑坡进行了研究，研究结果表明：岩层的倾角是滑坡产生的原因之一。王壮等对降雨导致的滑坡进行了数值模拟研究，研究结果表明：降雨易导致滑坡的安全性系数降低。张航等对某公路堆积体滑坡的治理进行了研究，研究结果表明：排水沟的设置对于滑坡的安全性提高有较大的作用。黄琰杰等利用 对滑坡的滑体范围进行了研究，研究结果表明：滑坡体所在区域的地形对于滑坡的致灾范围影响最为显著。修林冉等对滑坡影响地下输油管道进行了研究，研究结果表明：土质滑坡发生灾害时对于地下输油管道的影响最大。魏占玺等对不同含水率条件下的滑坡安全性进行了研究，研究结果表明：岩土体含水率达到 时的滑坡体的安全系数最低。张宏蓉等利用数值模拟对滑坡运动过程进行了模拟，模拟结果表明：滑动区域摩擦系数取 是最符合实际工程的。然而以上的研究没有从支护措施的位移和受力进行系统的分析，因此本文结合一实际滑坡工程，采用抗滑桩和挡土墙组合支护措施，从位移和受力两个角度进行分析。图 边坡平面图（单位：）工程概况该滑坡位于西部地区，边坡主要由风化土和风化岩组成（图），边坡的物理力学性质如表 所示。如图 所示，工程上采取的治理措施是抗滑桩和挡土墙，同时在坡面处喷砼，砼采用 材料，由于土拱效应不是本文的重点，因此本文暂不考虑水平土拱效应的影响 。表 岩土体物理力学参数重度 体积模量 剪切模量 粘聚力 内摩擦角 风化土 风化岩 数值模拟 模型参数如图 所示，风化土和风化岩均选择三维实体单元，材料分别符合 o 弹性模型；喷射混凝土选择 砼，弹性模量 ，泊松比为 ，容重为 ；抗滑桩同样选择弹性模型，弹性模量 ，泊松比为 ，容重为 ；挡土墙选择弹性模型，弹性模量 ，泊松比为 ，容重为 。支护措施水平位移数值模拟计算完成后，边坡的位移如图 所示。如图（）所示，坡面的水平位移从上至下逐渐增大，坡面最大位移为 ，最大位移位于坡底处，与实际的边坡工程位移规律相对应。坡面最上面的位移为 ，以上位移均远小于工程要求 的最大位移量，说明边坡坡面的位移是满足工程要求的。如图（）所示，比较于坡面的位移规律，抗滑桩的水平 年 月第 卷 第 期 地下水o ，o.位移从上至下逐渐增小，抗滑桩最大位移为 ，最大位移位于桩顶处，抗滑桩最小的水平位移为 ，因为抗滑桩在滑坡推力作用下，假定抗滑桩为刚体，刚体会发生整体的倾倒位移，因此桩顶位移最大，与实际的边坡工程位移规律相对应。以上位移均远小于工程要求 的最大位移量，说明边坡抗滑桩的位移是满足工程要求的。图 支护措施水平位移如图（）所示，比较于抗滑桩的位移规律，挡土墙的位移与抗滑桩的位移类似，挡土墙的水平位移从上至下逐渐增小，挡土墙最大位移为 ，最大位移位于墙顶处，挡土墙最小的水平位移为 ，因为挡土墙在滑坡推力作用下，假定挡土墙为刚体，刚体会发生整体的倾倒位移，因此墙顶位移最大，与实际的边坡工程位移规律相对应。以上位移均远小于工程要求 的最大位移量，说明边坡挡土墙的位移是满足工程要求的。如图 所示，坡面、抗滑桩和挡土墙的最大位移均远小于，坡面的水平位移是从上至下逐渐增大，抗滑桩和挡土墙的水平位移是从上至下逐渐减小的，从位移的角度上讲，位移均控制在合理的范围内，不会对治理工程造成不良影响。边坡剪切应变边坡支护后支护措施所受的应力如图 所示。图 治理措施所受应力如图（）所示，在滑坡推力作用下，抗滑桩的 方向所受的应力从上至下逐渐减小，因为抗滑桩在滑歧推力作用下，桩顶处所受的应力最大，最大值为 。结合抗滑桩的材料属性可知，此处抗滑桩的受力极限值为 ，由极限应力可知，抗滑桩的受力没有超过极限值，此受力不会对抗滑桩造成安全隐患。如图（）所示，在滑坡推力作用下，与抗滑桩的受力类似，挡土墙的 方向所受的应力从上至下逐渐减小，因为挡土墙在滑坡推力作用下，墙顶处所受的应力最大，最大值为 。结合挡土墙的材料属性可知，此处挡土墙的受力极限值为 ，由此数据可知，挡土墙的受力没有超过极限值，此受力不会对挡土墙造成安全隐患；另一方面，挡土墙的受力远小于抗滑桩的受力，原因是抗滑桩布置在前面，已承担了大部分的滑坡推力，同此可知，可适当减小挡土墙的刚度，以达到节约工程造价的目的。由图 可知，抗滑桩和挡土墙的受力从上至下逐渐减小，但受力均不超过材料的最大应力，说明抗滑桩和挡土墙是达到了治理滑坡滑动的目的。另一方面由挡土墙的受力可知，因抗滑桩已承担了较大的推力，可适当减小挡土墙的刚度，以达到节约工程造价的目的。结语本文结合一滑坡工程，采用抗滑桩和挡土墙组合支护措施，并对支护措施的位移和受力进行了分析，总结如下：（）抗滑桩和挡土墙的水平位移规律相同，均是从上至下逐渐减小，坡面的位移则是逐渐增大的，但是以上位移均不超过 ，说明了支护措施在位移方面是满足工程要求的。（）抗滑桩和挡土墙在 方向的受力均小于材料的极限受力，因此抗滑桩受力在挡土墙之前，所以挡土墙的受力远小于抗滑桩的受力，建议可以适当减小挡土墙的刚度，以达到节约工程造价的目的。（）本文对滑坡作用下的支护措施的受力和位移进行了分析，并没有从坡体的剪切受力和塑性区进行分析，此方面的研究有待于进一步深入研究。参考文献张新伟，朱心广，冯春，等 基于降雨入渗概化模型的王家台滑坡岩土参数反演分析 科学技术与工程 （）：孟桓羽，占洁伟，卢全中，等 陕西山阳“”大型山体滑坡运动特征及数值模拟分析 工程地质学报：王壮，苏雷，时伟，等 基于 数值模拟的巧家县白泥沟滑坡稳定性分析 青岛理工大学学报 （）：张航，范柱国 基于 的某公路堆积型滑坡治理工程及数值模拟 中国水运（下半月）（）：黄琰杰，魏广 基于 的某高位滑坡致灾范围预测 科学技术创新（）：修林冉，王子，张明程，等 基于滑坡区域的不同土质埋地输气管道安全评价 油气田地面工程 （）：魏占玺，谢东武，毋远召，等 基于动态残余强度的不同含水率条件下滑坡稳定性研究 水文地质工程地质 （）：张宏蓉，杜娟，殷坤龙，等 基于 模型的滑坡运动特性模拟研究 甘肃科学学报 （）：第 卷第 期地下水 年 月