边坡工程中抗滑桩群桩土拱效应的数值分析

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1、万方数据第3卷第7期20cr7年12月地下空间与工程学报Chir坨∞J01唧Ial0fUnde删dspace锄dEngin∞ringV01．3Dec．200r7边坡工程中抗滑桩群桩土拱效应的数值分析‘吴昌将12，张子新12(1．同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室；2．同济大学土木工程学院，上海200092)摘要：土拱效应普遍存在于群桩的各排桩问土体中。采用MSC．marc有限元软件，详细研究了边坡中双排抗滑桩的群桩土拱效应，在同排桩桩间距一定下，分析了排列方式为平行排列和间隔排列桩的土拱效应，以及考虑不同排桩桩

2、间距、不同堆载大小、不同土体性质等对群桩土拱效应的影响，以及前后排桩间土体的土拱效应在不同条件下的变化规律，分析表明，当桩的列间距在3—8倍桩径时，行间距在2～8倍间变化对群桩的土拱效应有明显影响。关键词：抗滑桩；桩间距；土拱效应；数值分析；荷载承担比中图分类号：1U473．1文献标识码：A文章编号：1673旬836(2007)07．1305稍N啪ericalAnalysisofSoilArcllingE仃＆tiIlPnesiIltheSlopeEn酉neeriIlgWUChang-jian91”。ZHANGZi一

3、】【inh2(1．囊匆zd的幡D叮旷凸咖如n记越锄d洳如椤础以面删昭。胁n咖旷‰砌n，鼽册咖f200092；2．&_

4、10讲矿锄订西lgf∞耐略。％n舒阶龇措毋。踟哪越200092)Abstract：hiswellk删咖tlmt8以a弛hing胡bctexist8intlleBonbellindp岫indi舶mntr蝴．1k6Ilite如m∞taIIaly8is8幽a陀p∞l【age．MSC．mrc，i8usedtostIldysoilarclIingdfectin妯le—r例rPil∞intIleslope蚰dt

5、llee如ct0f∞咖fhcto埽∞thebehvi甜0f80丑arclliIlgem}ctsuch鹪Iayout0fpil∞-pile8印acing。l∞出ng-蚰dsoilpr叩erti∞indetail．．11li8papera1808nldiedtllevari幽伽0f舯丑amhiIlge矗确tbehind钿lt蚰dbackp北8ba∞d∞di＆咖tcondid∞．hi8咖cluded山atvaIiety0fpil∞mw叩aciIlg瑚_lgiIlghtwotoei曲td蝴0fpiledi锄etel。ha8

6、gre砒impact∞也e鲫lda咒lliIIgdfbctinpn∞．KI可肿rds：枷一8hdepde；pde8p∞ing；80ilarcllinge&ct；n岫erical蚰aly8iB；load—beariIlgmtio1前言长期以来，抗滑桩已经作为一种支挡抗滑结构物而广泛应用于滑坡及边坡的稳定性治理中，并且取得了巨大的成功，它的抗滑作用主要是利用稳定地层的锚固作用和被动抗力来平衡滑坡推力，其抗滑机理体现于桩、滑体、滑床三者间相互协调的工作中。由于抗滑桩的存在，土体在自重应力或外荷载作用下引起附加应力而产生的

7、土体侧向变形受到抵制作用，其主要原因是土体在邻近桩基附近形成了土拱效应，土体不会从桩间滑出。Te黝glli⋯最早通过活门拱试验，证实了土拱效应的存在。H肌gR和zengS【2’对抗滑桩土拱效应产生的机理进行了系统分析。而近年来，国内学者张建勋【3】，张建华M】，李忠诚(53等采用有限元方法对土拱效应进行了二维、三维的分析，得出了一些有益的结论；周德培M】，蒋良潍、黄润秋¨’等通过力学概念对土拱效应进行理论分析，探讨了桩的合理间距等。以上学者基本上是对单排抗滑桩之间的土拱效应进行研究，而两排桩甚至是多排桩的群桩土拱效

8、应还有待于进一步研究，尤其是随着现代工程规模的扩大以致更大规模的滑坡体的出现，设置一排抗滑桩需大截面、成本偏高时，设置两排或是多排抗滑桩来达到治理滑坡效果的工程措施·收稿日期：2007旬8—10(修改稿)作者简介：吴昌将(1984-)，男，浙江苍南人，博士研究生，主要从事岩土工程方面的研究。E一ⅡIail：wcj732@sohu．c砌万方数据1306地下空间与工程学报第3卷越来越多的被采用。因此，笔者认为有必要搞清楚群桩周边土体的土拱效应作用机理及其在不同条件下的变化规律，合理确定群桩的排间距等，从而为抗滑桩在工程

9、中的设计提供有力的依据。本文主要研究了不同平面布置下群桩的土拱效应，以及考虑不同排桩桩间距、不同堆载大小、不同土体性质等对群桩土拱效应的影响。2土拱效应形成机理在边坡工程中，坡体受到自重或外部荷载作用时会产生侧向位移，而抗滑桩的设置则可阻碍坡体的位移，同时桩体自身也产生变形。但是由于抗滑桩的侧向位移小于坡体的侧向位移，导致桩后局部范围内的土体不断挤压桩体而产