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微型桩群加固边坡的稳定分析及优化设计研究的开题报告一、选题的背景与意义随着城市化的快速发展，很多城市区域的道路、建筑等工程需要立足于坡地，但坡地的地质环境和自然条件并不稳定，存在较大的滑坡、坍塌等安全隐患。
因此，如何提高坡地的稳定性，对于保障人民群众的财产安全，保护自然环境具有重要的意义。
目前，常用的加固边坡的方法主要有挡土墙、桩墙、加筋土、微型桩群等，其中微型桩群因其施工方便、成本低廉、适用范围广泛等优点，越来越受到设计者的青睐。
因此，本研究拟就微型桩群加固边坡的稳定性进行分析与优化设计。
二、目前研究的现状与不足之处目前，针对微型桩群加固边坡的稳定性分析与优化设计已经有了一定的研究成果。
例如，部分研究者通过有限元模拟等方法，对微型桩群加固边坡的受力特性及稳定性进行了分析，得出了一定的结论。
但是，这些研究成果在某些情况下存在不足之处，如计算模型对实际工程的还原度不高、参数的选取存在一定的主观性、研究结果对于不同的地质环境和施工工艺缺乏普适性等。
因此，本研究旨在通过对微型桩群加固边坡的稳定性进行分析与优化设计，改进目前研究中存在的不足之处，提高分析结果的可靠性和普适性。
三、研究的内容与方法本研究的主要内容是微型桩群加固边坡的稳定性分析与优化设计，具体包括：1. 对微型桩群加固边坡的施工构造进行分析和设计，包括设计所需的桩长、桩径、桩距等参数。
2. 利用有限元方法对微型桩群加固边坡的稳定性进行分析，得出边坡在各种荷载作用下的应力分布和变形情况，评价微型桩群加固边坡的稳定性。
3. 在稳定性分析的基础上，通过对微型桩群加固边坡的参数进行再优化设计，进一步提高其抗滑性能。
4. 验证优化设计的可行性与有效性，分析微型桩群加固边坡在实际施工中的适用性和经济性。
本研究将采用实验室模型试验、有限元数值模拟等方法进行研究，同时结合前人的研究成果进行对比分析，验证研究结果的可行性和有效性。
四、预期的研究结果本研究的预期研究结果包括：1. 较为准确地分析微型桩群加固边坡的稳定性，并得出其受力特性、变形特征等关键参数。
深路堑边坡微型桩加固施工工法中铁某局*公司某某铁路项目部1.前言我国道路工程建设中有许多深路堑，目前深路堑开挖后的加固方法常采用重型支挡结构，例如抗滑桩、预应力锚索抗滑桩、锚索框架地梁等。
这些重型支挡结构施工工期长、投资高、开挖施工对当地的环境影响大等，这些不利因素使人们不得不考虑采用更适宜的支挡结构。
微型桩具有施工工期短、施工方便、灵活、快捷，不需要大型施工设备，再加上对边坡和滑坡的加固与治理效果好，对环境影响小等诸多优点，越来越多地应用于工程中。
本工法将微型桩应用于深路堑工程，形成深路堑边坡微型桩加固的施工工法。
2.工法特点高边坡路堑挖方采用微型桩加固技术具有以下特点：1施工机具小，适合于高边坡狭窄的平台作业；2有效缩短工期，对建设和施工单位都可以带来经济效益；3对比现有抗滑结构例如抗滑桩、预应力锚索框架梁等，微型桩是一种工效好的轻型支挡结构，节约成本，减少环境污染和保持生态平衡；4桩体通过二次劈裂注浆提高了桩周岩土体的密实度，地层承载力大幅提高。
5工后沉降量符合设计要求。
3.适用范围微型桩适用于深路堑高边坡支挡加固，小规模的滑坡治理。
4.工艺原理微型桩桩体穿透滑动层，嵌入稳定层，桩顶用混凝土浇筑顶板固定。
三排桩中临空侧和山体侧呈“八”字型，对岩体既有拉力又有支撑力，稳定性好。
5.工艺流程及操作要点5.1工艺流程图5.2操作要点1.测量放线：根据设计要求的间距、排距及设计提供的标高等进行测量放线定位，并用竹签绑上红布条做好标记打入地下进行定位。
2.就位钻孔：微型桩定位后将钻机安放在指定位置，安防水平，防止倾斜, 就位钻机在工作平台搭就后，移动钻机使转盘中心大致对准护筒中心，起吊钻头，位移钻机，使钻头中心正对桩位。
桩位偏差应控制在20mm以内，直桩的垂直度偏差不宜大于1%，斜桩的倾斜度应按设计要求做相应调整。
保持钻机底盘水平后，即可开始钻孔。
斜桩成孔时，采用钻机脚板垫高到要求的方法，用罗盘检查钻杆的倾斜度。
基于微型桩群加固土质边坡试验设计分析作者：戴奕洲来源：《城市建设理论研究》2013年第08期摘要：微型桩( micropiles) 是在20 世纪50 年代由意大利的Lizzi 首次提出的，又称树根桩或迷你桩，一般指桩径在90～300 mm，长度与直径比较大(一般大于30)，采用钻孔、注浆工艺施工的灌注桩或插入桩。
微型桩早期主要用于基础托换、建筑物加固等; 由于其符合滑坡防治工程向轻型化、小型化方向发展的趋势，20世纪80年代后发展应用于边坡加固、滑坡治理和深基坑支护等工程。
在边坡预加固、滑坡治理中，微型桩由于施工方便迅速、桩位布置灵活、对滑坡体扰动小等优点而得到了广泛应用。
关键词:边坡; 微型桩群;试验设计；离心模型试验Abstract: Miniature pile ( micropiles) is in the nineteen fifties by Italy Lizzi is proposed for the first time, also called root pile or mini pile, generally refers to the pile diameter in 90 ~ 300 mm, length and diameter is relatively large ( more than 30 ), the use of drilling, grouting construction pile or pile into. Micro pile foundation underpinning, early is mainly used for building reinforcement; due to its consistent with the landslide control project to the development of lightweight, miniaturization trend, the development and application of nineteen eighties in slope reinforcement, slope and deep foundation pit engineering. In slope reinforcement, landslide, micro pile because of convenient and rapid construction, pile layout is flexible, landslide disturbance of small advantages and has been widely applied.Keywords: slope; micropile groups; experimental design; centrifugal model test 中图分类号:O212.6 文献标识码：A文章编号：近年来，国内外学者和工程技术人员对微型桩的研究成果较多。
多排微型桩边坡加固的效果分析朱怀银【摘要】微型桩因放坡空间小、侧向刚度大等特点被广泛应用在边坡治理中.本文运用ABAQUS软件模拟多排微型桩,分析土层条件以及桩排数对微型桩加固效果的影响.研究结果表明:微型桩在滑坡推力的作用下其主要破坏模式是抗弯破坏,最大剪力发生在滑面附近,滑面处第1、第2、第3排桩最大剪力比值约为1:(0.64～0.88):(0.48～0.75);边坡滑体岩土强度越高,微型桩群与桩间土体整体移动趋势越强,各排桩之间位移差距越小;在软弱地层条件下仅设置竖向排桩加固效果不明显,未能较好地发挥其抗滑作用.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2019(059)005【总页数】5页(P89-93)【关键词】边坡防治;支挡加固;数值模拟;微型桩;受力分析【作者】朱怀银【作者单位】中国铁路上海局集团有限公司建设管理处,上海 200071【正文语种】中文【中图分类】U416微型桩作为一种支挡抗滑结构物被广泛使用在边坡的稳定性治理中，这种支挡结构具有放坡空间小、侧向刚度大等特点[1-4]。
近年来多排微型桩技术逐渐兴起，它是通过桩顶连梁刚性连接将多排微型桩结合使用的一种新技术，将多排微型桩视为一个整体，对岩土体可起到更大的支挡抗滑作用，增强了桩间及桩周土体的强度。
一些学者对多排桩的受力特性进行了研究和分析。
周鹏华[5]利用MIDAS GTS NX 有限元软件和现场监测对双排桩进行受力变形分析，研究表明双排桩桩身水平位移随深度变化基本呈“S”形分布，并且加固桩间土后，桩、土间整体性更强。
张秀成等[6]应用ABAQUS软件，选取Mohr-Coulomb土体本构模型对武汉地区一深基坑双排桩支护结构进行三维数值计算，认为在前后排桩协同作用下，冠梁大大约束了桩顶的侧向变形，并使得前后排桩的变形协调一致。
朱庆科[7]基于winker假定对双排桩进行理论计算和数值分析，提出了考虑冠梁平面外实际刚度的理论计算方法，可以考虑冠梁实际弯曲变形计算双排桩支护结构的内力和变形特性。
微型桩在路堤边坡处治工程中的应用探析
霍冬雨;朱益军;魏土荣
【期刊名称】《北方交通》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】农村公路此前的建设标准和设计施工存在一定局限性。
由于临近路段移挖作填,路基填筑质量低,排水设计不完善等原因,山区低等级公路路堤滑塌、边坡滑坡等情况时有发生。
文章以安溪县路堤滑塌灾害点为研究对象,研究认为相比传统的土石方回填工艺,微型桩结合泡沫轻质土回填具有工期短、施工便捷、经济性好等优势。
利用微型桩桩土之间的相互作用,频繁滑塌的填方路堤边坡能够快速受力,快速处治。
模拟计算结果显示,桩顶位移及沉降量均较小,微型桩结合泡沫混凝土在该工程中治理效果较好。
【总页数】5页(P61-65)
【作者】霍冬雨;朱益军;魏土荣
【作者单位】浙江数智交院科技股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU753
【相关文献】
1.微型桩在某滑坡处治工程中的应用
2.微型桩在隧道洞口边坡处治中的应用
3.微型钢轨桩在路基边坡处治中的应用分析
4.反h型双排桩在沿河路堤边坡防护工程中的应用
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微型桩群加固土坡稳定性分析微型桩群加固土坡稳定性分析随着城市的快速发展，建筑物、交通设施等的建造，例如公路、铁路、桥梁等的建造，需要占用大量的土地。
然而建造这些设施的土地往往是土坡，其稳定性是一个重要的问题。
土坡的稳定性受到多种因素的影响，例如土质、坡度、水分、人工开挖等。
当这些因素达到一定的程度时，土坡就会失去平衡，导致山体滑坡、塌方等事故的发生。
因此，对于土坡的稳定性进行加固和控制是至关重要的。
本文探讨微型桩群在土坡加固中的应用和作用，并对其对土坡稳定性的影响进行深入分析。
一、微型桩群的定义和特点微型桩群是一种通过在土壤中打入数个直径小于300mm、深度小于10m的摆列钻孔技术。
打孔目的是将桩机维护到桩黄本体上，塑性地层输送土拔出，再注浆钻孔形成的桩孔。
采用微型桩群加固土坡时，需要先在土坡上等距离布置很多这样的微型桩，然后再将它们作为整体来进行布置的。
微型桩群具有以下特点：1、作用深度不大于10m，常常只有3～4m，施工速度快，时间短。
2、微型桩直径比大钢管或混凝土桩明显缩小，不需要动土机，既不需要碾压，还不需要垫层。
3、微型桩施工时开挖的容积较小，土强制体积少，可以大大节省施工费用。
4、微型桩孔道直径小，最大作用数值中心部位的地下水压力变化比大挖孔道较小明显。
由于这些特点，微型桩群成为土坡加固中部分情况的理想选择。
二、微型桩群加固土坡的原理微型桩群加固土坡的原理主要有以下两点：1、通过微型桩群将土坡上部土体与深层土体进行机械连接，使其能够共同承担土体的水平力和垂直力的作用。
由于微型桩群能够支撑和固定土体，因此可以有效地减小土体的变形和渗流等不稳定因素。
2、通过微型桩群注浆处理，可以防止地下水流动的可能性，避免水分的影响导致土体失去稳定性。
三、微型桩群加固土坡的优点1、微型桩群的施工过程简单，可以快速地进行布置2、微型桩孔的直径小，大大减少对土体的破坏，有利于保护环境与生态3、微型桩群可以用来加固各种类型的土坡，无论土层类型、坡度和土壤湿度都能够有效地加固和稳定。
微型钢管桩在边坡防护技术中的应用摘要：本文结合微型钢管桩在余庆至凯里高速公路中的实例，通过对比各种支挡防护的特点，分析了微型钢管桩在边坡加固技术中的应用。
关键词：微型钢管桩；边坡加固；优点一、工程实例概况贵州省余庆至安龙高速公路余庆至凯里段是《贵州省高速公路网规划》“678”网中的“六横”余庆-安龙段的前段，在起点与“三横”（江口至六盘水高速公路）相接，主线的终点顺接凯里至羊甲段高速公路，同时与沪昆高速公路凯里至麻江段相接。
其中第1合同段主线起讫里程：K3+900～K9+680，全长5.78Km，按双向四车道高速公路建设，设计速度为80Km/h，整体式路基，宽度21.5m。
第1合同段最后一段路基为挖方路基，最深挖方位于K9+670，高度9.03m，边坡坡比1：0.75，该段路基边坡岩性主要为粉质粘土、强风化白云质灰岩，其中粉质粘土抗冲刷能力不强，强风化岩节理裂隙发育，多被切割成碎块状，碎块间结合性较差，属碎裂结构，对边坡稳定性不利。
设计边坡坡面防护为浆砌片石菱形骨架。
K9+640～K9+680段紧挨204省道，开挖界距204省道路肩最近距离不足3m，204省道在此处急拐弯，且纵坡为10%.因此此段路基开挖后，浆砌片石菱形骨架护坡无法满足余凯高速及204省道行车安全要求，存在较大隐患。
故必须对K9+640～K9+680段路基边坡进行加强支挡防护。
二、边坡支挡防护方案比选目前比较常用的能防止边坡滑动垮塌的边坡支挡防护有抗滑桩、挡土墙、土钉墙和新型的滑坡支挡结构——微型钢管桩等。
1、抗滑桩抗滑桩成孔可选机械成孔或人工挖孔。
抗滑桩的施工采用打入时，应充分考虑施工振动对边坡稳定的影响，一般是全埋式抗滑桩或填方边坡可采用，同时下卧地层应有可打性。
抗滑桩施工常用的是就地灌注桩，机械钻孔速度快，桩径可大可小，适用于各种地质条件，但对地形较陡的边坡工程，机械进入和架设困难较大，施工占地面积大；另外，钻孔时的水对边坡的稳定也有影响。
微型桩加固路堤边坡数值分析
作者：李章珍赵国栋董捷苏建遥赵聪
来源：《科技资讯》2017年第06期
摘要：该文结合朔黄铁路某工段微型桩现场试验实测，利用有限元差分软件对现场斜向微型桩试验进行数值模拟，详细介绍了有限元分析计算过程，分析了其在路堤边坡加固应用中的工作性能。
通过有限元差分软件对微型桩加固路堤边坡进行数值模拟，探讨了微型桩在竖向附加载荷作用下的工作性能，分析了微型桩的各个参数变化对其加固效果的影响，为工程设计施工提供了理论依据。
关键词：路堤边坡路基沉降微型桩
中图分类号：TU473.1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）02（c）-0097-03
随着我国铁路、公路投入运营时间的增长，路基体在车辆荷载作用下将发生不同程度的累积变形，当这种以下沉为主的路基累积变形达到一定程度时，就会降低线路的平顺性，进而影响列车行驶的舒适性，甚至影响行车安全[1]。
因此，既有交通线路的安全运营受到国家铁路及公路运营部门的高度重视。
初步统计，在铁路、公路既有线路基工程病害中，因路基沉降和路堤边坡变形带来的灾害占总病害的31%，因路基面坍塌或路基边坡滑坡引发的病害占总病害的9.2%。
轴重的增加会使路基状态进一步恶化，诱发突然性的路基破坏，造成灾难性的后果[2]。
交通运输行业对道路平顺性及安全性要求不断提高，交通运营部门面临的病害问题日益严重，为修整路基，部分铁路线路、高速公路常常出现长期限行甚至禁止通行的局面，微型桩以其施工速度快、环保高效（污染小、噪声低、无扬尘）、对既有线路运营干扰较小等突出优势，在世界各地工程界治理既有现有线路基体灾害、控制路堤边坡发生过大沉降变形中得到更多的推广和应用。
微型桩加固结构是20世纪50年代意大利Fernando Lizzi博士为解决战后重建时困难条件下桩的施工而首次提出并应用。
微型桩桩身材料多以水泥土、钢管、工字钢、加筋水泥土、钢筋混凝土为主，可以是垂直或倾斜，或成排或交叉网状配置，交叉网状配置的微型桩由于其桩群形如树根状，也被称为树根桩（Root Pile）[3]。
该法于20世纪60年代在日本开始兴起，并最早使用单管工作法（简称CCP法）[4]。
意大利最先在欧洲将高压旋喷注浆法应用于隧道开挖和掘进领域，并成功应用于台阶法开挖支护工程[5，6]。
20世纪60年代中期，微型桩在德国得到普遍应用，我国在20世纪80年代中期开始对其进行研究以及投入使用[3]。
1997年，铁三院率先将微型桩技术应用于重载铁路扩能改造工程设计中。
2008年，朔黄铁路发展有限责任公司、铁科院、铁三院等多家单位对斜向微型桩加固既有重载铁路病害的机理进行了分析，依托朔黄铁路既有路基病害治理工程对斜向微型旋喷桩的施工工艺、设计计算方法进行探
讨，并设计了斜向水泥土微型桩加固路基的室内试验，探讨了斜向水泥上桩的承载特性，采用拟静力手段初步研究了斜向微型旋喷桩的受力机理[7-11]。
如何更好地提高微型桩的承载性能是微型桩加固技术研究中比较突出的一个问题。
该文结合朔黄铁路某工段微型桩现场试验实测，利用有限元差分软件对现场斜向微型桩试验进行数值模拟，详细介绍了有限元分析过程及计算结果，分析了其在路堤边坡加固应用中的工作性能。
1 模型建立
该文采用摩尔-库伦破坏准则的理想弹塑性模型对微型桩加固路堤边坡法进行数值模拟，主要研究在30T设计轴重荷载下既有线路基体采用斜向微型桩加固后路基的沉降变形和坡面的水平变形，评价微型桩加固路基的效果，为工程设计施工提供理论上的指导。
依据朔黄线既有路基施工图标准断面，路基体高度取8 m，基床表层取0.6 m，基床底层取1.9 m，列车荷载和道砟换算成土柱作用于路基面上。
施工于路基边坡上的埋入式钢筋混凝土桩拟采用交叉布桩，桩身倾角为30°。
桩径分别采用0.4 m、0.6 m、0.8 m，桩间距为2 m、3 m、4 m、5 m的钢筋混凝土圆桩。
路基体表层、底层、路基本体的物理力学参数取值按照朔黄铁路现场试验取样数据进行分析确定。
通过有限元差分软件建立微型桩加固模型，并进行网格划分如图1所示。
2 数值模拟结果分析
该节主要从不同布桩方案来分析微型桩对路基边坡的加固作用。
通过改变微型桩加固路堤边坡的关键参数进行建模分析，对比加桩前后及不同布桩方案下路基水平位移和竖向位移，对比不同布桩方案微型桩加固路堤边坡效果，最终给出微型桩加固路堤边坡方案可行性。
从对比分析结果可以看出，不加桩情况下30T附加荷载作用下路基面最大顺势沉降为15.21 mm，沉降位置在既有线路基体中心，随着深度增加位移越来越小，路基体两侧坡脚处由于路基体沉降向上拱起约2.35 mm；在附加荷载作用下路基体路肩最大水平位移为2 mm，两边坡脚向外产生4 mm水平位移。
通过布置倾角30°、长度10 m的微型桩，在列车附加荷载作用下路基面最大顺势沉降变为5 mm，沉降位置在既有线路基体中心，路基体两侧坡脚向上拱起约0.3 mm。
路基加固前后路基顶面的最大沉降均在重车线的中心线处。
同时路基体上部最大水平位移为0.07 mm，且偏向路基中心。
两边坡脚向外产生1.2 m水平位移。
可以看出斜向微型桩可以较好地约束路基体变形，对抑制路基边坡体的侧向变形有一定的效果；能够较好地约束边坡水平位移，在桩体上部的效果更加明显。
通过改变微型桩间距、桩径等参数，采用不同布桩方案进行加固时，路基体变形如图2至图5所示。
通过图2、图3，可以看出微型桩桩距对限制路基体变形有明显影响，随着微型桩间距的减小，路基顶面沉降和坡脚拱起逐渐减小，当到2 m后影响不显著。
桩距不变时桩径越大加固效果越好。
通过图4、图5可以看出，桩间距越小或者桩径越大能更好地限制路基边坡水平方向变形。
布桩方式采用桩距2 m、桩径0.4 m时对路堤边坡加固效果较好，且较经济。
通过改变微型桩长度、桩身倾角（图6、图7），研究结果如下。
研究表明，桩体倾角对微型桩加固效果没有显著影响，当桩长从10 m到12 m时，路基体变形明显减小，随着桩长的继续增加路基体变形没有明显变化。
3 结论与展望
通过对比数值模拟结果，可以得出以下结论。
（1）路基体加固前后路基顶面的最大沉降均在重车线的中心线处，且边坡坡脚在路基体压力作用下产生向上拱起。
（2）斜向微型桩加固路基对于控制路基顶面沉降和坡面水平位移效果明显，微型桩在路基体中与土体形成一种复合路基，相当于在路基体两侧加入了一硬壳层，较好地约束了路基体变形，降低了路基顶面的沉降，有效地约束了路基的整体变形。
（3）采用相对密集且截面较小的桩进行加固时比其他布桩方案加固的效果好，桩身倾角改变对限制路基体变形的影响不明显。
因此，采用桩距2 m、桩径0.4 m、桩长12 m时加固效果较好且比较经济。
目前微型桩加固路堤边坡处于工程实践先于理论研究的状态，往往先有工程实践而后再进行理论分析，在工程设计施工中主要凭借经验，工程的安全性、可靠性和经济性得不到保障，关于微型桩设计深度、布置倾角等设计参数的合理取值还没有一个可靠成熟的设计方法。
无论铁路或公路，交通荷载均为典型激励荷载。
现有微型桩加固往往基于静力研究，通过把列车荷载转化为土柱作用在路基体，交通荷载作用下路堤边坡内微型桩的动力特性分析研究成果较少。
当前针对交通荷载作用下微型桩加固路堤边坡的整体动力特性研究尚处于起步阶段，急需开展相关的研究工作。
参考文献
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