抗滑短桩越顶问题的有限元验证

边坡抗滑稳定安全系数的有限元迭代解法
边坡是建筑工程中常见的一种抗滑稳定性结构，其安全系数是判断边坡抗滑稳定性的标志，在建筑工程的规划和施工中起着至关重要的作用。

对于边坡来说，计算安全系数是一个繁琐的过程，这取决于各种复杂的参数。

为了更快更准确地计算出边坡抗滑稳定安全系数，研究人员提出了有限元迭代解法。

有限元迭代解法是一种解决非线性问题的数值方法，在此方法中，建立的倾斜坡的模型有助于计算出边坡抗滑稳定安全系数。

有限元迭代解法是一种近似方案，它可以使用简单的数值模型来计算出边坡抗滑稳定安全系数。

有限元迭代解法的优点在于它可以快速准确地计算出边坡抗滑稳定安全系数。

它可以根据边坡不同的地质特征和物理参数，通过调整模型参数来提高计算精度。

同时，有限元迭代解法还可以被用来分析边坡的力学特性，为安全的施工提供更多的参考。

在中国，有限元迭代解法已经被广泛应用于建筑工程，特别是用于计算边坡抗滑稳定安全系数。

它可以准确可靠地计算出安全系数，可以根据不同的地质特征和物理参数，调整模型参数以提高计算精度，使边坡抗滑稳定性更加安全可靠。

综上所述，有限元迭代解法可以为边坡抗滑稳定性提供准确可靠的参考，是建筑工程施工中重要的一环。

强度折减有限元法在抗滑桩加固土坡中的应用段佳捷;欧阳君【摘要】将ABQAQUS软件与强度折减有限元法相结合,对抗滑桩加固的土坡的抗滑桩一边坡系统进行稳定性分析.实例分析表明该法可较准确形象地预测抗滑桩加固土坡前后潜在滑裂面的位置及评价土坡的稳定性,在实际工程中是简便实用的.【期刊名称】《湖南水利水电》【年(卷),期】2011(000)003【总页数】3页(P16-17,22)【关键词】抗滑桩;土坡;强度折减;边坡稳定分析【作者】段佳捷;欧阳君【作者单位】湖南省水利水电勘测设计研究总院,长沙市,410007;湖南省水利水电勘测设计研究总院,长沙市,410007【正文语种】中文目前国内外滑坡灾害防治技术措施包括卸荷、压坡、坡面防护、抗滑桩、锚杆、预应力锚索、综合加固等方法，其中抗滑桩是一种应用较多且较为有效的加固技术。

抗滑桩加固土坡的稳定性分析，多年来已经吸引许多研究者的兴趣。

本文采用大型有限元分析软件ABAQUS，结合强度折减有限元法对加固土坡的抗滑桩—边坡系统进行三维有限元分析，得到边坡加固前后的安全系数。

计算结果表明，采用此方法进行实际工程的稳定性分析是合理地。

1 强度折减的基本概念有限元强度折减系数法[1]的基本原理是：将坡体强度参数粘聚力c和内摩擦角φ值同时除以强度折减系数Fs，然后用折减后的虚拟强度指标c′、φ′值作为新的材料参数输入，再进行计算，直到边坡达到极限状态为止，对应的Fs被称为边坡的安全系数。

此时边坡达到极限状态，发生剪切破坏，同时可得到临界滑动面。

强度参数按下式进行折减：式中c′f、φ′f分别为与强度储备安全系数Fs所对应的有效粘结力和有效内摩擦角。

2 强度折减有限元法在ABAQUS中的实现ABAQUS是世界上先进的大型通用有限元分析软件之一[2]。

它在材料、几何与接触非线性方面的分析能力居世界领先水平，能方便地解决岩土力学中复杂的非线性问题，故在岩土工程分析中得到了广泛的应用。

桩基工程中的短桩的验算浅析摘要：人们习惯认识是把有效桩长3m＜L＜6m且L/D >3的桩叫做短桩，它来自于一个概念，同一土层（试验室土物理参数完全相同），当以该土层为桩端持力层时，深度越深时，桩端持力层取的特征值越高；当允许桩的竖向变形较大时，桩端持力层取的特征值也可以高些。

在实际施工过程中，有部分桩基的桩长小于6米，设计对小于6米的桩进行复核,具体复核结论及处理方法如下所述。

1.项目概况项目地点位于广东省惠州市惠阳区。

生产厂房一为钢筋混凝土框架结构，建筑高度为22.60m，地上3～5层，无地下室。

平面尺寸181.11m×37.16m，由防震缝分成3个结构单元。

±0.00室内地面标高相当于测量绝对标高37.150（1985国家高程系），室内外高差0.20m。

当地基本风压为55kN/m2（50年一遇）;地面粗糙度类别为B类;地震基本烈度为6度,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度0.05g,建筑场地类别为II类,特征周期值为0.35S.地基基础设计等级为乙级（Ⅱ级）。

桩基设计等级乙级。

2.基础方案确定根据岩土工程勘察报告，本场地中风化凝灰岩<5-3>层顶高程为16.26～30.77m，层顶埋深为6.00～21.00m（高差15m）,场地范围内未发现影响建筑物稳定性的活动性断裂，无岩溶、滑坡、泥石流等不良地质作用及地质灾害。

从场地条件，各岩土层的空间分布状态、物理力学性质以及建筑物的荷载来看，生产厂房一桩基采用泥浆护壁钻孔灌注桩，桩径 800mm,桩端嵌入中风化岩桩不得少于0.50m。

3.出现桩有效长度小于6m的15根短（柱）桩概况及设计的相关依据在桩基的实际施工过程中，有15根桩基的桩长小于6米，数据资料详见附表1。

a.出现短（柱）桩原因:根据岩土工程勘察报告，本场地中风化凝灰岩<5-3>,层顶高程为16.26～30.77m，层顶埋深为6.00～21.00m（高差15m）。

边坡工程抗滑桩合理桩间距初探作者：王雄来源：《中国新技术新产品》2016年第15期摘要：对边坡工程防滑桩的合理间距进行探讨，要考虑抗滑桩间存在的土拱效应因素桩间距的影响，在对土拱效应分析之后就可以根据桩间静力平衡条件、跨中截面强度状况以及拱脚处所在截面强度状况合理推断出桩间距。

在掌握了合理桩间距的计算公式之后，就可以通过计算公式看出桩间距与决定条件的关系，通常而言，如果保持其他因素不变，桩间距与桩后土体粘聚力成正比，与内摩擦角成正比，而与桩后坡体推力成反比。

实际工程应用中我们也发现，这个桩间距公式的推导比较合理，很好地考虑了各方面的影响因素，根据计算出来的结果设置抗滑桩的桩间距，防滑效果甚好，所以说该计算公式实用价值比较高。

关键词：边坡工程；抗滑桩；桩间距中图分类号：TU473 文献标识码：A在边坡支档工程施工中，经常要用到抗滑桩，主要是因为抗滑桩具有施工便捷、安全可靠性比较高等比较明显的优势，从而它的应用范围较广。

而进行抗滑桩的施工时，桩间距的确定是一个需要重点关注的问题，因为桩间距能够决定抗滑桩的抗滑作用，间距过大的话，桩间土体依然会崩落，达不到防滑的效果，间距过小，虽然会提高抗滑效果，但会增加工程资金耗费，可能会使得整个工程不经济。

这就使得岩土工程师产生了两难，既要考虑抗滑桩抗滑效果，又要考虑工程资金的承担能力。

另外桩间距的确定受很多因素的影响，确定起来有一定难度，虽然目前有多种确定桩间距的方法，但始终没有一个定论。

基于此，本文主要对边坡工程中抗滑桩的合理桩间距进行探究，指在为边坡支档工程提供一定的参考。

一、土拱效应概述边坡支档工程项目完工后，抗滑桩就会发生作用，主要是阻碍坡体发生位移，但与此同时，抗滑桩本身就会因为受力发生变形，抗滑间距间的坡体就会有向外位移的趋势，并且这种趋势还会随着桩前土体的开挖进一步发展。

从力学角度分析，抗滑桩横向发生的位移小于坡体的位移，抗滑桩受力侧的坡体挤压抗滑桩就产生了土压力，我们经常看到，抗滑桩间的坡体存在不同程度的剥落现象，越靠近桩体，坡体剥落越少。

抗滑动桩验算计算项目：竹源锦都C2-2 抗滑桩------------------------------------------------------------------------原始条件:墙身尺寸:桩总长: 23.000(m)嵌入深度: 15.200(m)截面形状: 圆桩桩径: 1.500(m)桩间距: 3.000(m)嵌入段土层数: 3桩底支承条件: 铰接计算方法: M法土层序号土层厚(m) 重度(kN/m3) 内摩擦角(度) 土摩阻力(kPa) M(MN/m4) 被动土压力调整系数1 2.710 24.500 25.00 67.00 0.0001.0002 5.000 24.500 25.00 67.00 80.000 1.0003 50.000 24.500 15.00 67.00 150.000 1.000初始弹性系数A: 0.000(MN/m3)初始弹性系数A1: 0.000(MN/m3)桩前滑动土层厚: 5.000(m)锚杆（索）参数:锚杆道数: 2锚杆号锚杆类型竖向间距水平刚度入射角锚固体水平预加筋浆强度( m ) ( MN/m ) ( 度 ) 直径(mm) 力(kN) fb(kPa)1 锚索 0.500 0.500 20.00 150 520.00 2400.002 锚索 3.000 0.650 20.00 150 520.00 2400.00物理参数:桩混凝土强度等级: C40桩纵筋合力点到外皮距离: 150(mm)桩纵筋级别: HRB400桩箍筋级别: HRB335桩箍筋间距: 300(mm)桩配筋形式: 纵筋非均匀配筋桩拉区纵筋配筋范围: 120.000(度)桩压区,拉区纵筋比: 0.500挡土墙类型: 一般挡土墙墙后填土内摩擦角: 35.000(度)墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度)墙后填土容重: 24.500(kN/m3)横坡角以上填土的土摩阻力(kPa): 150.00横坡角以下填土的土摩阻力(kPa): 150.00坡线与滑坡推力:坡面线段数: 6折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m)1 1.185 0.0002 7.153 12.4973 3.970 1.9604 3.105 3.7605 1.786 1.2806 18.450 0.000地面横坡角度: 14.000(度)墙顶标高: 10.000(m)参数名称参数值推力分布类型矩形桩后剩余下滑力水平分力 660.000(kN/m)桩后剩余抗滑力水平分力 0.000(kN/m)钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范GB 50010--2002》注意：内力计算时，滑坡推力、库仑土压力分项(安全)系数 = 1.200===================================================================== 第 1 种情况: 滑坡推力作用情况[桩身所受推力计算]假定荷载矩形分布:桩后: 上部=253.846(kN/m) 下部=253.846(kN/m)桩前: 上部=0.000(kN/m) 下部=0.000(kN/m)桩前分布长度=5.000(m)(一) 桩身内力计算计算方法: m 法背侧——为挡土侧；面侧——为非挡土侧。

浅析水平受力单桩三维有限元数值模拟与试验研究摘要：桩基础在横向荷载作用下的力学行为实质上是桩土间的接触问题，由于桩土相互作用是高度非线性的，运用数值模拟与现场试验研究方法正是解决非线性问题的有效方法。

关键词：单桩；水平力；有限元中图分类号：tu473.1+2 文献标识号：a 文章编号：2306-1499（2013）06-（页码）-页数1.单桩水平静载试验结果整理某体训中心工程上部结构采用门式刚架，柱底水平荷载较大，浅基础难以满足要求。

据工程地质条件，设计采用钻孔压浆灌注桩基础。

据地质报告给出各层土的物理力学指标参数，选择②层粗砂和③层细砂为桩基的主要受力层。

设计桩直径400mm，桩长4.1m。

桩基设计参数为：桩侧极限阻力值：，；桩端极限阻力值：；承载力提高系数：土层最不利位置桩端进入③层细砂持力层深度不小于2.5m。

材料参数：桩和承台采用c30混凝土，考虑到钢筋对弹性模量的增强效应取桩的弹性模量为31gpa，泊松比0.16，密度取2500kg/m3；假定桩周土和桩底土为均质土层，据地质勘查报告桩周土（粗砂）参数为：桩周土弹性模量3.75×107pa；泊松比0.22；密度1800kg/m3；粘聚力10kpa；摩擦角25 ?；膨胀角22?；桩底土（细砂）参数为：桩底土弹性模量4.2×107pa，泊松比0.25；密度1900kg/m3；粘聚力8kpa；摩擦角 22 ?；膨胀角20?。

其上部结构采用门式刚架，桩基承受很大的水平推力，据试验结果表1所示：100#试验点承载力极限值达不到设计承载力特征值（80kn）的2倍。

107#试验点承载力极限值达不到设计承载力特征值（80kn）的2倍。

115#试验点承载力极限值达不到设计承载力特征值（80kn）的2倍。

综合桩基础的临界水平荷载为32kn，极限水平荷载为64 kn。

2单桩水平静载试验单桩三维有限元模型结果对比表2可看出有限元模拟结果为：桩基临界水平荷载为26kn，极限水平荷载为72kn；虽然模拟与实测结果有误差，但误差都在20%以内，平均误差在10%以内。

长短桩桩基础与其它类型基础的比较分析摘要：长短桩组合桩是近年来出现的基础形式，在国内外的桩夜基站研究领域还没有较为科学系统的研究以及相关的研究成果。

而长短桩组合桩基础的的沉降控制原理不仅充分考虑到长桩控制的能力，还综合考虑浅层持力层的承载力，有效减少了长桩的使用数量，在一定程度上节约了成本。

本文针对长短桩组合桩基础的工作形状以及工程设计方面进行分析分析研究，为其安全推广和发展提供依据。

关键词：长短桩桩基础；其它类型基础；比较分析1前言在经济建设日新月异的今天，对于高层建筑的需求越来越多。

具有较强适应性的桩筏基础能够稳定控制沉降并且能够保证承载力的可靠性，所以在建筑中有较为广泛的应用，但在其设计过程中，存有一定的局限性。

长短桩组合桩基础应运而生，其在整体沉降变形、桩身轴力、桩身侧摩阻力、土中附加应力场、土体位移场以及荷载分担等方面有明显优势，有助于建筑施工减少投入，创造较高的经济效益。

2长短桩组合桩基础工作性状分析2.1长短桩组合桩基础设计思想我们知道，两层或多层可作为桩端持力层出现在地基上的情况，在大部分工程设计过程中能够遇到。

因其浅层持力层的埋深较浅，具有良好的承载性能，在实际工程设计与分析中经常会遇到其浅层持力层承载能力良好且埋深不大。

如果上部负载较小，可以利用浅层持力层的短桩基础满足所需的变形需要以及承载要求，但是，当上不负载较大，短桩基础仅能满足承载力的需要，不能保证变心的需要，这是，我们需要在设计时，充分考虑浅层持力层承载性能来配合沉降计算要求，桩数由下式确定：n=（F+G）/P其中，F是作用干承台顶面的竖向荷载；G是承台和承台上覆土重；P是单桩承载力设计值。

这就造成长桩的大量投入，增加成本且加大施工难度。

传统的设计思想不能解决这个问题。

桩基础沉降控制设计思想的出现解决了这一难题。

该设计方法考虑桩与承台共同承担外荷载，综合考虑沉降计算要求，确定桩数，科学有效的控制了基础沉降，并且降低了桩数消耗，规避了施工过程中对环境的不利影响。

边坡支护桩工作机理有限元分析作者：宋丹丹来源：《卷宗》2015年第08期摘要：支护桩是加固边坡的一项重要工程措施，利用ABAQUS有限元软件建立数值模型进行分析，比较不同桩间距对土拱效应的影响，分析土体各参数对桩、土的荷载分担比的影响，另外，通过给模型施加初始应力场的方式，研究不同围压下的桩的荷载分担比的变化情况。

其次采用土体强度参数折减法，系统地分析具有不同桩间距边坡-支护桩系统，求得各种情况下的边坡安全系数，总结出桩间距对边坡稳定性的影响。

关键词：支护桩；ABAQUS有限元软件；土拱效应；桩间距；边坡安全系数1.引言支护桩，亦称抗滑桩，作为加固边坡的一项重要的工程措施，在世界各地得到广泛地应用，然而一般的研究支护桩内力的方法都是将桩与土分开研究，而忽略了桩与土的相互作用，对于支护桩加固边坡的作用机理还没有统一的认识。

另外，支护桩形成的土拱效应也是桩土相互作用的一种形式，至今为止，对于土拱效应的认识还不够充分。

因此进行支护桩加固边坡的数值模拟计算研究对于认清支护桩的抗滑机制以及桩的土拱效应有着深远的理论意义，同时对于边坡加固工程中支护桩设计的合理、安全、经济等有着重要的现实价值。

2.土拱效应2.1 基本假定以及计算模型2.1.1 基本假定将研究对象简化为平面问题，桩体采用方桩。

假设方桩的边长为b，桩间距为s，桩前后土体范围取为25b，同时模型左右边将x方向约束，下边将y方向约束，上边施加均布荷载。

土体采用基于Mohr-Coulomb屈服准则的理想弹塑性模型，桩采用弹性材料模拟，桩土接触面上的共同作用采用库仑摩擦模拟。

2.1.2计算模型取方桩的边长b =2m，桩间距s = 4b=8m，桩与土摩擦系数，均布荷载p =15kpa。

土体以及桩的参数见表1。

2.2 土拱效应计算结果分析2.2.1土体参数对土拱效应的影响由图5可以看出随着内摩擦角的增大，桩的荷载分担比也增大，土拱效应越明显。

另外，当粘聚力较小时，这种影响更显著。

抗滑短桩越顶问题的有限元验证
雷用;刘文平;赵尚毅
【期刊名称】《后勤工程学院学报》
【年(卷),期】2006(022)003
【摘要】抗滑短桩是介于抗滑键与全长桩的一种特殊的抗滑桩,由于其较全长桩经济,已在实际工程中应用.云阳县太公沱至余家包库岸大咀段库岸因其下滑推力大、滑面埋深深,采用常规的抗滑桩极其不合理,通过方案比选此滑坡采用长12m的抗滑短桩进行支护.运用有限元强度折减法对设置抗滑短桩后,对滑面是否越过桩顶进行了验证.经计算设置抗滑短桩后滑坡稳定系数为1.25,说明滑坡采用抗滑短桩支护是可行的.
【总页数】4页(P1-4)
【作者】雷用;刘文平;赵尚毅
【作者单位】后勤工程学院,军事建筑工程系,重庆,400041;后勤工程学院,军事建筑工程系,重庆,400041;后勤工程学院,军事建筑工程系,重庆,400041
【正文语种】中文
【中图分类】TU457
【相关文献】
1.下沉短桩越顶问题的有限元分析 [J], 唐芬
2.抗滑短桩与桩周土共同作用的探讨 [J], 雷用;刘国政;郑颖人
3.双排抗滑桩与门架抗滑桩的有限元分析对比 [J], 邹盛堂;戴自航
4.抗滑桩与桩顶弧形连系梁协同作用机理及计算分析 [J], 张志伟;邓荣贵;钟志彬
5.微型钢管群桩与抗滑桩联合支护方案在高速公路隧顶滑坡处治中的应用 [J], 苟栋元; 刘中帅; 李海平
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抗拔桩承载机理的三维有限元研究的开题报告
一、研究背景
抗拔桩是指通过钢筋混凝土浇筑而成的一种支撑结构，广泛应用于
建筑工程中。

抗拔桩的主要作用是增加工程结构的准确性以及稳定性。

在工程实践中，抗拔桩承载机理一直是一个重要的研究方向。

目前，关
于抗拔桩承载机理的研究，存在一些局限性和不足之处，需要进一步加
强研究。

二、研究目的
本研究旨在通过三维有限元分析，对抗拔桩承载机理进行深入研究，并提出一种有效的数值模拟方法以用于工程实践中的应用。

三、研究内容
1. 设计三维有限元模型，包括地基土层、抗拔桩、连接钢筋等关键
结构部件，建立抗拔桩承载机理的数值模拟框架。

2. 分析抗拔桩承载机理的关键因素，包括土体的力学性质、桩的截
面形状和尺寸、钢筋的数量和布置等。

3. 在三维有限元模型基础上，通过改变模型参数，模拟不同工况下
抗拔桩的承载性能，并对模拟结果进行分析。

4. 验证三维有限元模型有效性，对比模拟结果和实测结果，评估模
型的准确性和可靠性。

四、研究方法
本研究采用三维有限元方法进行数值模拟。

使用ANSYS等有限元软件，建立包含地基土层、抗拔桩和连接钢筋等关键结构部件的三维有限
元模型，并考虑土体的非线性材料行为，钢筋和混凝土的粘土性质等，
对于抗拔桩的承载性能进行计算和分析。

五、研究意义
通过本研究，可以建立抗拔桩承载机理的三维有限元分析模型，深入分析抗拔桩承载机理的关键因素，为设计和实际应用提供基础研究理论以及工程应用指南。

此外，研究结果还能促进抗拔桩的设计和施工方法的改进及优化，提高工程效益，为公共安全提供更大保障。

抗滑桩加固边坡的稳定性分析及最优桩位的确定
我们需要对边坡进行稳定性分析。

边坡的稳定性主要取决于边坡的坡度、土体的性质和滑动面的性质等因素。

我们可以通过使用常见的边坡稳定性分析方法，如平衡法、极限平衡法和有限元法等来进行边坡稳定性分析。

平衡法是最常用的方法，它假设边坡是一个刚体，通过对边坡的重力和阻力进行平衡计算，确定边坡的稳定性。

而极限平衡法则是在平衡法的基础上加入了边坡的破坏准则，通过计算边坡在破坏状态下的平衡条件，确定边坡的极限稳定状态。

有限元法是一种数值计算方法，通过将边坡划分为许多小元素，根据边坡的力学性质和土体的应力应变关系进行力学计算，确定边坡的稳定性。

确定了边坡的稳定性后，我们可以进行抗滑桩的设计。

抗滑桩是一种将桩体插入土体中，通过桩体的摩擦力和土体的抗剪强度来增加边坡的稳定性的方法。

为了确定最优的桩位，我们需要考虑以下几个因素：
1. 桩身的摩擦力：桩身与土体之间的摩擦力是桩体抗滑的主要力量。

桩身的摩擦力与桩体的长度、直径、形状和土体的性质等因素有关。

一般情况下，桩身的摩擦力与桩身的侧摩擦力成正比。

2. 土体的抗剪强度：土体的抗剪强度决定了土体的抗滑能力。

抗剪强度高的土体可以提供更大的抗滑力。

在确定最优桩位时，应选择土体抗剪强度较高的地方。

3. 桩的间距和埋深：桩的间距和埋深对边坡的稳定性有重要影响。

间距过大会降低桩体的抗滑能力，间距过小则浪费了桩材和增加了成本。

埋深过浅会降低桩体与土体的摩擦力，埋深过大则可能导致施工困难和成本增加。