预应力锚索抗滑桩锚索拉力优化分析
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预应力锚索抗滑桩简单的设计计算方法预应力锚索抗滑桩简单的设计计算方法一.引言本文档旨在介绍预应力锚索抗滑桩的简单设计计算方法。
预应力锚索抗滑桩是一种用于基础工程中增加地基抗滑能力的常用技术,通过预应力锚索的作用,能够有效地提高地基的稳定性和承载力。
本文将依次介绍预应力锚索抗滑桩的设计原理、计算方法以及实际案例分析。
二.设计原理2.1 预应力锚索的作用原理在地基工程中,由于土壤的自然力和外界荷载的作用,地基可能会发生滑动。
预应力锚索的作用是通过施加预应力,产生锚固力,抵抗地基滑动的力。
预应力锚索的锚固长度、预应力力值和预应力锚索的布置间距等参数将直接影响到抗滑桩的设计效果。
2.2 抗滑桩的设计要求根据地基的情况和设计要求,预应力锚索抗滑桩的设计需满足以下要求:(1)盐分浓度(2)安全系数(3)锚索的数量和布置(4)材料的选用三.计算方法3.1 地基力学分析在进行预应力锚索抗滑桩的设计计算之前,需要对地基的力学性质进行分析,包括地基的强度、稳定性等参数,这些参数将是后续设计计算的基础。
3.2 预应力锚索的设计3.2.1 锚固长度的确定根据地基的稳定性要求和预应力锚索的材料性能,可以通过一定的计算方法确定锚固长度。
3.2.2 预应力力值的确定根据设计要求和地基的力学性质,可以计算出预应力锚索的力值。
力值的确定应考虑荷载的作用和设计要求的安全系数。
3.2.3 锚索的布置根据地基的情况和设计要求,可以合理布置预应力锚索的数量和间距。
布置应满足均匀、合理和有效的原则。
四.实际案例分析本章节将以实际工程案例为例,对预应力锚索抗滑桩的设计计算方法进行分析和应用。
附录:1. 设计计算表格2. 实际工程案例图片法律名词及注释:1. 预应力锚索——指通过施加预应力力量的方式,使锚索产生锚固效果。
2. 抗滑桩——用于增加地基抗滑能力的桩基础工程。
3. 地基——指建筑物或工程的基础部分,承受和传递荷载的土层或岩石层。
4. 锚固长度——预应力锚索固定在地基中的长度。
有关预应力锚索施工技术分析(全文)第一篇范本:正文:1. 引言预应力锚索施工技术是一种重要的工程技术,它在建筑、桥梁等领域有着广泛的应用。
本文将对预应力锚索施工技术进行详细的分析和探讨。
2. 预应力锚索的概念预应力锚索是一种通过施加外部预应力来增加混凝土结构承载能力的技术。
它通过在混凝土结构中设置预应力锚索,使锚索产生拉力,从而改变结构的应力分布和受力特性。
3. 预应力锚索的施工工艺3.1 锚索选择在预应力锚索施工过程中,选择合适的锚索型号和规格是十分重要的。
根据工程需求和设计要求,选择合适的锚索型号和规格,可以确保预应力锚索的施工效果和工程质量。
3.2 基础准备在进行预应力锚索施工前,需要对施工基础进行准备工作。
包括基础清理、基础表面处理及砼配合等工作。
3.3 锚索固定锚索固定是预应力锚索施工的关键环节之一。
通过合理的固定方式,可以保证锚索在混凝土结构中起到预期的预应力作用。
4. 预应力锚索施工注意事项4.1 施工材料的选择和验收在预应力锚索施工过程中,选择合适的材料非常重要。
施工前需对材料进行验收,确保其质量符合要求,以保证预应力锚索施工的可靠性和安全性。
4.2 施工过程的控制在预应力锚索施工过程中,需要严格控制施工的各个环节。
包括材料的搅拌、灌注、固化等过程的控制,以及施工现场的安全管理等。
5. 结论通过对预应力锚索施工技术的分析和探讨,可以得出以下结论:预应力锚索施工技术是一种重要的工程技术,它在建筑、桥梁等领域有着广泛的应用,并且在施工过程中需要严格控制各个环节,以确保施工质量和安全性。
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法律名词及注释:1. 预应力:指在混凝土结构中施加的超过常规荷载的预期荷载。
2. 锚索:一种用于传递预应力的金属或非金属材料。
第二篇范本:正文:1. 引言预应力锚索施工技术是一种重要的工程技术,在建筑领域有着广泛的应用。
本文将对预应力锚索施工技术进行详细的分析和探讨。
2. 预应力锚索施工的基本原理预应力锚索是通过施加预应力来增强混凝土结构的承载能力。
预应力锚索抗滑桩滑坡治理设计与稳定性分析摘要:随着近年来我国铁路公路基础设施建设的不断发展,其覆盖面积在不断扩大,施工条件也越来越差,经常会在施工过程中遇到高度边坡出现滑坡的问题。
所以,滑坡治理是这些工程建设中重点思考的问题。
大量实践研究表明,预应力锚索抗滑桩可以在滑坡治理工程中发挥出有效的作用,本文从这一角度出发,针对预应力锚索抗滑桩滑坡治理及稳定性分析展开了分析和研究,供大家参考。
关键词:预应力锚索抗滑桩;滑坡治理;设计;稳定性我国的山地比较多,是世界上地质灾害发生频率较高的国家,随着近年来人类对自然环境改造和利用的力度越来越大,矿山、铁路、公路等工程建设领域经常会遇到人工开挖的高边坡,目前高边坡防治工程已经成为基础设施建设中的一个难点。
经过多年来的理论与实践研究,国内外均在滑坡防治上获得了比较大的成就,其中预应力锚索抗滑桩作为一种新型支挡结构现在已经在滑坡治理工程中得到了广泛应用,使得大中型滑坡的整治成为了一种可能。
1 边坡稳定的影响因素边坡的稳定状态是多种因素综合作用的反映,边坡稳定性及相关因素共同构成了相互联系的整体,其中不管任何一个因素发生了改变,都会使其他因素发生改变,进而引起边坡整体稳定状态出现变化,从量变和质变的观点来看,促使这一改变的原动力主要有内因和外因,下面从内因与外因的角度对边坡稳定性的影响因素进行分析。
1.1内因第一,结构面。
所有土体都不是完整的,存在一定的结构面,所谓结构面是指土体中具有一定延展的破裂的地质界面,土体中结构面的存在对土质边坡稳定性带来了一定的影响,特别是这些部位又往往是物理力学变动及物理化学作用综合作用的地带,实际上是一个整体中的弱势面,直接危及到整个边坡土体稳定性。
第二,边坡土体的强度与容重。
所谓边坡土体强度是指边坡土体的抗剪强度,直接影响着边坡稳定性,边坡失稳可能是因为土地强度不够造成的。
除了土体强度,土体容重也会对边坡稳定性造成影响,通常情况下容重较小的土体比容重较大的土体更加稳定。
关于公路滑坡处治中有效运用预应力锚索抗滑桩结构的分析研究摘要:公路建设过程中常常会遇到边坡开挖和边坡防护的施工,为了更好的对开挖边坡进行保护,防止滑坡的出现造成损失,人们采用了很多种的防护措施。
锚固法和抗滑桩法都是在实践中总结出来的加固方法。
目前人们将这两种方法结合起来,形成了预应力锚索抗滑桩的防止边坡滑坡的技术方法,在实践中已经被证明是比较有效的一种经济性边坡治理技术。
关键词:作用机理危害成因锚索抗滑桩设计作用效果跟踪一、前言在公路施工中无论是开挖的路边还是在自然环境中的高边陡坡都会存在着滑坡的危险。
因此在施工中应当采取必要的措施对这种潜在的威胁进行有效的控制。
而且在增加边坡稳定性的过程中需要用最小的代价换来最稳定的加固方法,这样才能实现安全和经济的双赢。
自从美国首次使用岩石锚杆以来,锚固技术得到了迅速的发展,尤其是预应力锚索技术更以其明显的深层加固优势得到了广泛的认可。
在此基础上,技术人员也开发了预应力锚索和桩联合加固的新技术。
这项技术就是预应力锚索和抗滑桩技术的联合使用,锚索桩是由锚索和锚固桩组成,由于在桩的上部设置了预应力锚索,限制了桩的变形,改善了桩的受力状态,减小了桩体的截面和埋深。
简化了施工的难度,提高了施工的效率,目前广泛使用的是锚索和抗滑桩的加固方法,而且已经取得了相当显著的效果。
二、预应力锚索抗滑桩的作用机理1、预应力锚索抗滑桩的加固作用预应力锚索抗滑桩的作用原理就是主动支护,柔性支护,其构造主要是抗滑桩、预应力锚索、锚具等部件构成。
施工中位于滑面底部稳定基岩内部的锚索为锚固段,其余的部位为张拉段。
对于锚索施加适当的应力后,通过锚具将其余抗滑桩相连,另一端穿过滑坡体固定在滑床上,这样就形成了抗滑桩—预应力锚索的组成的联合受力体系。
用锚索的拉力和抗滑桩共同产生的张拉力平衡滑坡的推力,这就改变了以往的单一抗滑桩所承受的单一的固定推力。
这样的联合作用减少了抗滑桩的弯矩,让桩径变细、埋深变浅,其优势是合理平衡受力、节省投资、减少材料、缩短了工期。
桩锚支护中预应力锚杆锁定力损失分析及改进桩锚支护是土木工程中常用的一种支护方式,通过预埋锚杆锚固桩身,使其在受力时达到更好的稳定效果。
在桩锚支护中,预应力锚杆锁定力的损失是一项必须要考虑的问题,因为它会影响到整个支护的稳定性和安全性。
本文将介绍预应力锚杆锁定力损失的来源,并探讨一些改进方法,以提高桩锚支护的稳定性和安全性。
一、预应力锚杆锁定力损失的来源1. 懒弛现象懒弛现象指的是在锚杆预应力加载后,由于杆身的条件不是完美的受限制状态,锚杆会出现阶段性伸延,此现象导致预应力损失。
懒弛现象主要来源于锚杆杆身内的氧化、沉淀、污染、腐蚀等因素,以及杆身的几何形状和操作养护等。
2. 摩擦力损失摩擦力损失是指由于锚杆周围土壤的密实度不足、土体变形以及渗流等因素导致锚杆周围的土体存在相对滑动,从而导致锁定力减少。
因此,摩擦力损失也是预应力锚杆锁定力损失的一个重要来源。
3. 动力损失钻进锚杆过程中,由于孔壁与锚杆表面之间的摩擦力,会产生径向应力,这些应力有时达到了锚杆预应力的很大一部分。
正因为如此,孔壁周围的土体在锁定后有一定的疲劳强度下降,进而缩减锁定力。
二、改进方法1. 提高锚杆质量为了避免发生懒弛现象和摩擦力损失,可以提高锚杆的质量。
比如,利用专业锚杆设备进行制造,控制生产过程,保证杆身的表面光洁度、防锈防腐效果、锚杆应力不同,同时还要严格控制跑偏、变形等因素。
2.按规程要求设置锚杆结构锚杆结构的设置应根据规程要求进行设置,比如设置点内锚杆结构,锚杆与地面构造的锚杆结构,等都应根据要求实施。
在实施过程中操作时间、提桶、换皮、防护等都要符合规定。
3. 加强土体密实度为了减少摩擦力损失,可以加强土体密实度。
对于土石方锚杆支护,应选定力学性质好的骨料和砂子,以提高土体的密实度和稳定性。
此外,对于用于锚定的土体,也要进行良好的水泥浆渗透处理,以提高其密实度。
4.优化锁钻方式在锁钻的过程中,要注意方向是否正确,避免在操作时偏移,这样会导致预应力锚杆锁定力损失,进而影响到支护的效果。
浅谈预应力锚索抗滑桩摘要:预应力锚索抗滑桩作为近年来广泛使用的支挡结构,通过锚索提供的锚固力和抗滑桩提供的滑阻力极大的改善了边坡受理情况,阻止了滑体位移。
本文通过与常用抗滑桩的对比,突出了预应力抗滑桩的优点。
全面介绍了预应力锚索抗滑桩的作用机理和施工方法,并对其今后的发展方向做出展望。
关键词:预应力;锚索;抗滑桩;施工工法;机理;受力滑坡治理是一项投资巨大、技术复杂、施工危险而艰巨的抗灾工程。
我国是一个滑坡灾害相当严重的国家,滑坡在长江流域及云贵川等地分布相当广泛。
滑坡时常导致公路、铁路、水利工程等破坏,严重威胁着人民生命、财产的安全。
滑坡可以发生在土质边坡,也可以发生在岩质边坡多年来。
为确保人民生命财产的安全,保障经济建设的顺利进行,国家在滑坡防治工作上,耗费了大量的人力、物力和财力。
建国后的相当长的一段时间内,我国多用挡土墙来治理滑坡,此种挡土墙的优点是山体破坏少,稳定滑坡收效快。
但是据资料统计表明,多数挡土墙在使用中出现了不同程度的开裂、变形和破坏,说明这种结构形式无论从理论和施工方法上,都既不经济也不合理,而且只能治理下滑力不大的中小型滑坡,因此此种方法在很多情况下已经不能满足社会发展的需要。
70年代后期,开始使用抗滑桩治理滑坡,抗滑桩是借助桩与周围岩土共同作用,把滑坡推力传递到稳定地层的一种抗滑结构。
这种方法是把桩基嵌入滑床或者破裂体之下,用桩身的抗剪强度阻止滑体滑移,其强度受外部因素的影响较小,而且容易在结构设计方面得到满足。
抗滑桩一般适用于非塑体浅层和中厚层滑坡前缘,利用桩基自身的强度和地基抗力共同作用来抵抗滑移或倾覆力矩,具有位置灵活、可分散使用、圬工体积小、开挖面小、破坏滑体较少、施工速度快,并能立即产生抗滑作用等优点,很快在全国推广应用,至今仍在大规模使用。
但随着需要治理的滑坡规模的增大,抗滑桩截面积和长度也越来越大,材料消耗量变的非常庞大,人们便逐渐认识到其结构的缺陷:抗滑桩是大悬臂受力,主要靠滑动面以下的桩身所受的地基反力来平衡滑坡推力,受力机制不合理,需要的桩长截面大,材料消耗多,工程造价昂贵。
预应力锚索抗滑桩优化设计及应用田小波【摘要】为研究预应力锚索抗滑桩的设计计算过程和对受力分布的优化,基于弹性地基梁理论,按照桩与锚索变形协调的原理,分阶段进行锚索抗滑桩的变形与内力的计算分析.结合锚索抗滑桩设计计算实例,编制程序验证该设计计算理论的合理性.从设置锚索前后桩身内力与变位计算结果可以看出:在其他条件相同的情况下,锚索桩与普通桩相比,桩身内力分布更加均衡,受力状态得到明显的改善.在这种情况下,桩的截面尺寸与锚固长度大大减少,从而达到减少工程量和降低工程造价的目的.%In order to study the process of designing and calculating prestressed anchor friction piles, based on the elastic foundation beam theory, anchor friction pile deformation and internal force calculation, the analysis were carried out in stages in accordance with the principle of coordination of the pile and anchor deformation. Combined with calculation examples of anchor friction pile, programs were prepared to verify the rationality of the design and calculations. From the internal forces and deformation of the pile before and after setting anchor cable , it can be found that; when other conditions are the same, the internal force distribution of the anchor pile is more balance and the stress state gets maked improvement compared with the ordinary pile. In this case,the cross - section dimensions and anchorage length of the pile are greatly reduced, and the amount of works and the project cost are reduced.【期刊名称】《铁道科学与工程学报》【年(卷),期】2012(009)004【总页数】5页(P89-93)【关键词】锚索抗滑桩;内力变位计算;程序设计【作者】田小波【作者单位】贵州省交通规划勘察设计研究院股份公司,贵州贵阳550001【正文语种】中文【中图分类】TU471+.6预应力锚索抗滑桩是岩石高边坡处理中常用的一种支挡结构,它与普通的抗滑桩相比在受力状态上有很多优点[1]。
预应力锚索抗滑桩滑坡治理设计与稳定性分析高旭焦摘要:预应力锚索措施是边坡治理项目中较常应用的结构,通常包括坚硬的内头、钢绞线及外锚头等零部件,被普遍投入到边坡防护中。
这几年,因遭受地震灾害、洪水侵袭、泥石流及滑坡等影响,预应力锚索抗滑桩技术不断受到相关部门的关注。
这篇文章根据我国锚索技术在抗滑桩滑坡治理工程中的实际应用,对其滑坡治理设计与稳定性进行了概括和探究。
关键词:预应力锚索;抗滑桩;滑坡治理;边坡稳定性分析前言边坡失稳与山体滑坡,并不是任何山体都会出现滑坡,而是边坡失稳,达到一定条件才会出现滑坡。
在地形地貌中,山体要达到特定的倾斜度时会导致滑坡产生。
然而,山体坡度只是其中之一,山体地形地貌形成还有其他原因导致,如地质构造结构面、地震、雨水径流量、地表冲刷、人工建筑挖掘山体等因素,此外山体边坡特定的地层岩性条件影响较为根本。
因此山体岩土是边坡地质灾害防治的关键要素。
所以如何应用预应力锚索抗滑桩来支挡并稳固边坡、对其整体稳定性分析是很有必要的,以期为相关部门提供参考依据。
1 地质概况及稳定性评价1.1 工程地质概况滑坡是斜坡岩土体由于在重力作用下,沿着软弱结构面和软弱破碎带发生整体水平向和竖直向位移的情况。
在位移期间,在重力和摩擦力共同的作用下,导致滑体受力条件短时剧烈变化而出现整体结构的瓦解。
滑坡通常出现在斜坡在50°以下的区域,若是发生在50°以上的以快速竖向位移为主的属崩塌,不属于滑坡范畴。
山体滑坡需要特定的地层岩性条件、构造及软弱结构面条件、地下水条件等下在一定诱发因素的触发下产生,所以山体岩土体性质是滑坡最为关键的核心要素。
然而各种岩土体都会引发滑坡情况,比较而言,抗水性差、抗风弱的结构导致滑坡的可能性更大,形成松散的滑坡体。
以公路工程某段坡体地质情况为例,主要呈现碎块状,受到风化作用明显,碎裂结构或层状碎裂结构较明显,并且还伴随着层间软弱夹层带,整体稳定性差、含水量较高。
预应力锚索抗滑桩锚索拉力优化分析摘要:锚索的使用改善了预应力锚索抗滑桩的受力模式,使桩身受力更加合理。
本文使用有限单元法相关软件对工程案例进行建模,通过前人相关试验成果推导出锚索拉力初设值。
然后对不同锚索拉力下桩身内力值的变化进行分析,寻找合适的锚索拉力,使其在满足安全性的前提下,能最大限度地改善预应力锚索抗滑桩桩身受力、位移情况。
关键词:预应力锚索抗滑桩;锚索拉力;桩身内力;改善。
1.概述预应力锚索抗滑桩是一种主动受力和被动受力相结合的新型岩土工程锚固技术,其中锚索为主动受力,抗滑桩为被动受力[1]。
锚索的使用改善了预应力锚索抗滑桩的受力模式,传统的抗滑桩相当于悬臂梁结构,而预应力锚索抗滑桩可视为一端铰接的梁式结构,因此预应力锚索抗滑桩的受力情况更加合理。
可见锚索拉力对结构体影响非常之大。
根据弹性地基梁理论及位移变形协调原理,可以确定锚索拉力及桩身内力[2]。
锚索拉力通过锚索张拉来获得,因此锚索拉力值的大小可以在一定范围内变化。
锚索拉力值的选取范围从几百到数千千牛,但过大的锚索拉力会使得桩前岩土体产生较大的土压力,而过小的锚索拉力又不能起到很好地降低桩身内力的作用。
现行的预应力锚索抗滑桩的优化设计可通过选取合适的锚索拉力,降低桩截面尺寸、桩长及减少钢筋用量来实现。
因此,如何选取一个合适的锚索拉力值,使预应力锚索抗滑桩桩身内力分布比较合理,其意义较为深远。
本文使用有限单元法软件PLAXIS对工程案例建模。
该方法不必对一部分内力和滑动面形状作出假设,可以使结果的理论基础更为严密[3]。
通过对计算结果的分析,得出锚索拉力值对降低桩身内力、改善桩身弯矩分布及降低桩顶位移的作用,希望对后期的研究起到抛砖引玉的作用。
2.模型的建立及分析某一滑坡体,总体坡度约13°,滑坡纵长400~1140m,宽239~1000m,面积约1.5km2,属推动式滑坡。
在滑坡体上需要布置一条输油管道。
该场地岩土由碎石土和页岩组成。
预应力锚索抗滑桩一、预应力锚索抗滑桩概述预应力锚索抗滑桩是一种由桩身和预应力锚索组成的结构,它利用预应力锚索对桩身进行固定,从而实现对滑坡的加固和稳定。
预应力锚索抗滑桩具有结构简单、受力合理、施工方便、适用范围广等优点,因此在工程实践中得到了广泛应用。
二、预应力锚索抗滑桩构造预应力锚索抗滑桩主要由桩身、锚索和支撑结构组成。
桩身通常采用钢筋混凝土材料,根据地质条件和荷载要求进行设计,一般分为单桩或多桩形式。
锚索是连接桩身与稳定地层的结构构件,通常由高强度钢绞线或螺纹钢筋组成,根据实际需要设置在桩身的不同位置。
支撑结构是用来固定锚索和传递荷载的重要构件,一般采用钢支撑或混凝土支撑等形式。
三、预应力锚索抗滑桩施工方法1、施工准备在施工前,需要对场地进行清理和平整,并根据设计要求进行桩位放样和设备调试。
2、桩身施工根据设计要求进行钢筋笼的制作和安装,然后进行混凝土浇筑和养护。
3、锚索施工将锚索按照设计要求插入稳定地层中,然后进行固定和张拉。
4、支撑结构施工根据设计要求进行支撑结构的安装和固定。
5、验收与检测在施工完成后,需要对预应力锚索抗滑桩进行验收和检测,确保其质量和性能符合设计要求。
四、预应力锚索抗滑桩在工程实践中的应用预应力锚索抗滑桩在工程实践中得到了广泛应用,例如在高速公路、铁路、水利工程等领域的边坡加固和滑坡防治中发挥了重要作用。
通过对预应力锚索抗滑桩的应用,可以有效地提高边坡的稳定性,减少滑坡的发生,保障工程的安全运行。
五、结论预应力锚索抗滑桩是一种重要的工程结构,具有广泛的应用前景。
通过对预应力锚索抗滑桩的研究和应用,可以有效地提高工程的安全性和稳定性,为我国的现代化建设做出重要贡献。
抗滑桩预应力锚索施工方案一、引言抗滑桩是一种有效的地质灾害防治措施,能够有效地稳定滑坡,防止灾害的发生。
预应力锚索是一种将锚索固定在预定深度,通过施加预应力,实现对滑坡的加固。
将抗滑桩与预应力锚索相结合,可以进一步提高滑坡的稳定性。
预应力锚索抗滑桩锚索拉力优化分析摘要:锚索的使用改善了预应力锚索抗滑桩的受力模式,使桩身受力更加合理。
本文使用有限单元法相关软件对工程案例进行建模,通过前人相关试验成果推导出锚索拉力初设值。
然后对不同锚索拉力下桩身内力值的变化进行分析,寻找合适的锚索拉力,使其在满足安全性的前提下,能最大限度地改善预应力锚索抗滑桩桩身受力、位移情况。
关键词:预应力锚索抗滑桩;锚索拉力;桩身内力;改善。
1.概述
预应力锚索抗滑桩是一种主动受力和被动受力相结合的新型岩土工程锚固技术,其中锚索为主动受力,抗滑桩为被动受力[1]。
锚索的使用改善了预应力锚索抗滑桩的受力模式,传统的抗滑桩相当于悬臂梁结构,而预应力锚索抗滑桩可视为一端铰接的梁式结构,因此预应力锚索抗滑桩的受力情况更加合理。
可见锚索拉力对结构体影响非常之大。
根据弹性地基梁理论及位移变形协调原理,可以确定锚索拉力及桩身内力[2]。
锚索拉力通过锚索张拉来获得,因此锚索拉力值的大小可以在一定范围内变化。
锚索拉力值的选取范围从几百到数千千牛,但过大的锚索拉力会使得桩前岩土体产生较大的土压力,而过小的锚索拉力又不能起到很好地降低桩身内力的作用。
现行的预应力锚索抗滑桩的优化设计可通过选取合适的锚索拉力,降低桩截面尺寸、桩长及减少钢筋用量来实现。
因此,如何选取一个合适
的锚索拉力值,使预应力锚索抗滑桩桩身内力分布比较合理,其意义较为深远。
本文使用有限单元法软件plaxis对工程案例建模。
该方法不必对一部分内力和滑动面形状作出假设,可以使结果的理论基础更为严密[3]。
通过对计算结果的分析,得出锚索拉力值对降低桩身内力、改善桩身弯矩分布及降低桩顶位移的作用,希望对后期的研究起到抛砖引玉的作用。
2.模型的建立及分析
某一滑坡体,总体坡度约13°,滑坡纵长400~1140m,宽239~1000m,面积约1.5km2,属推动式滑坡。
在滑坡体上需要布置一条输油管道。
该场地岩土由碎石土和页岩组成。
上层为碎石土:容重20kn/m3,弹性模量1.0×104kn/m2,粘聚力为30kn/m2,内摩擦角为25°,泊松比为0.35。
下层为页岩:容重24.5kn/m3,弹性模量1.0×108kn/m2,粘聚力为350kn/m2,内摩擦角为34.3°,泊松比为0.24。
通过传递系数法计算得:拟建输油管道处滑坡体剩余下滑力为1946kn/m。
研究表明:当滑坡推力介于1000~3000kn/m时,采用预应力锚索抗滑桩比较合适[4]。
该工点拟采用抗滑桩桩长16m,锚固段5m,桩间距为6m,桩截面尺寸为1.5m×2.0m。
根据相关规范及工程经验,锚索设置在桩顶下1m处,与水平线夹角为20°,锚索锚固段5m。
本工点情况较简单,可采用二维平面应变模型。
对各参数进行
修正后,用板单元模拟梁;用土工格栅和杆单元模拟锚索,其中土工格栅可以模拟锚索的锚固段;锚索预应力可直接在杆单元施加;屈服准则采用莫尔-库仑准则;排水情况。
支挡结构体参数:钢筋混凝土桩的弹性模量值取3.0×104mpa,泊松比0.1;模拟锚索锚固段的土工格栅抗拉刚度值取1.0×105kn/m;模拟锚索自由段的杆单元弹性模量值取1.95×105mpa,抗拉刚度取4296kn,间距6m。
另外,桩与碎石土的边界采用0.5的强度折减系数,桩与页岩的边界采用1.0的强度折减系数。
建立的模型如下图:
图2.1 模型总位移云图
根据地基系数法,结合本工点情况,可认为预应力锚索抗滑桩背后推力分布为梯形[5]。
徐良德等进行的滑坡相关模型试验研究表明抗滑桩所受岩土压力的合力大约在桩悬臂段中间[6],因此此时土压力的合力大约位于桩顶下5.5m,。
为了降低桩身的弯矩值,可以假设在锚索拉力作用下,滑面处桩身弯矩值为零。
通过计算,得锚索拉力初设值为1070kn。
通过上述分析,本模型分别采用锚索拉力值为900kn、1050kn、1200kn、1350kn、1500kn。
通过有限单元法计算得桩身相应的最大弯矩值分别为:804.28knm/m、629.49knm/m、423.04knm/m、
-363.74knm/m、-438.34knm/m,相对应的最大剪力值分别为:441.53kn/m、365.82kn/m、343.21kn/m、162.5kn/m、205.81kn/m,
桩身最大位移值分别为:3.16mm、1.97mm、1.24mm、-0.3mm、-1.58mm。
由以上数据可知,随着锚索拉力值的增大,桩身的最大弯矩值和最大剪力值明显降低;且随着锚索拉力值达到1350kn,此时的桩身最大弯矩值和最大位移值已经为负值,意味着抗滑桩将向桩后弯曲。
同时,抗滑桩将受到比较大的土压力,此时的锚索拉力值不是经济合理的方案。
简而言之,当锚索拉力达到1350kn及以上的时候,此时的锚索拉力是不合理的。
同时,锚索拉力为1200kn时,较锚索拉力为900kn或1050kn,能明显降低桩身最大弯矩值、最大剪力值及最大位移。
下图为锚索拉力为1200kn时的桩身弯矩图:
图 2.2 桩身弯矩图
从上图可以看出,此时的锚索拉力作用下,桩身弯矩图出现两个极值,且相差不大,能合理利用钢筋混凝土材料的双向抗弯性能,有利于抗滑桩的配筋。
综上所述,预应力锚索抗滑桩的锚索拉力值选取1200kn。
结论
通过对有限单元法软件计算结果的分析,得出预应力锚索抗滑桩锚索拉力的选取可遵循以下几点:
预应力锚索抗滑桩的锚索拉力优化以不产生负位移,且位移值偏小为标准,此时桩身的最大弯矩值也为正值,且桩身弯矩分布图比较合理。
预应力锚索抗滑桩的锚索拉力值不能过大,否则将产生较大的
土压力;同时也不能过小,锚索拉力过小时的作用效果趋同于普通式抗滑桩受力情况,不能体现预应力锚索抗滑桩改善桩身受力的优越性。
一些对位移要求严格的工程,可以通过增大锚索拉力值来降低桩顶位移。
参考文献:
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