不同桩间距下抗滑桩土拱效应的数值模拟研究.pdf

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1、2015年9月建材与装饰规划与设计不同桩间距下抗滑桩土拱效应的数值模拟研究侯青宏吴文博（中节能建设工程设计院有限公司四川成都610052）摘要：借助相关工程实例，采用FLAC3D数值模拟软件建立相关数据分析模型。在不同桩间距下分别对数值模型进行数值模拟，通过对比相关应力云图和位移云图，对不同桩间距条件下形成的抗滑桩土拱效应进行分析，对抗滑桩的最优桩间距进行了探讨。关键词：抗滑桩；桩间距；土拱效应中图分类号：TU473.1文献标识码：A文章编号：1673-0038（2015）36-0031-021引言

2、5m，坡率1：1的斜坡。静力条件下，边界条件设置为数值模型底近几十年来，我国的基础设施建设事业得到了迅猛发展，然部为固定约束，模型前、后方对于滑动面以下施加x方向约束，模而中国是一个多山国家，在这些地区将遇到许多边坡问题，在边型左右两侧施加横向约束。模型中抗滑桩采用矩形桩，桩长16m，坡治理工程中，抗滑桩这种边坡处治方式得到了广泛的使用。锚固长度为6m，标准模型中截面尺寸（b伊h）为2m伊2m，桩距L=而对于抗滑桩起到的抗滑作用机理，国内外学者以及相关技6m。术人员在几十年里面也对其进行了深入的研究

3、，认为抗滑桩与岩土体之间相互作用的主要方式是土拱效应。所以说土拱效应发挥作用的强弱关系着抗滑桩抗滑支挡作用能否得到充分的发挥。然而抗滑桩与岩土体之间的相互作用的影响是多因素的，与岩土层的力学参数、下滑推力、抗滑桩相关设计参数等有着紧密联系。图1模型示意图在抗滑桩实际工程设计中，抗滑桩工程的设计包括了抗滑桩2.2计算参数的选取埋深及锚固深度、桩间距、桩结构尺度及桩截面尺寸的设计等，本文计算模型的岩土层力学参数结合部分实际工程选取如其中桩间距的设计尤为重要，该设计参数的确定关系着工程的下：安全可靠性，同

4、时也在一定程度上决定了工程的造价[1]。当抗滑滑动面以上为碎、块石土的堆积层，从上至下变形增大，酌1=桩桩间距过小时，抗滑桩工程量太大，工程造价太高，不经济；但1900kg/m3，准=26毅，在模型中定义组为岩土层1。滑动面以下为风1是当抗滑桩桩间距过大时，抗滑桩桩与桩之间变得彼此独立，两化严重的页岩，可按密实土层考虑，酌=2100kg/m3，准=42毅10忆，在12桩之间不能够形成土拱效应阻滑或者形成的土拱效应太弱。所模型中定义组为岩土层2。结合相关岩土层信息[2]，模型中具体计以，在满足抗滑桩阻

5、滑要求的同时，尽量增大抗滑桩桩间距，对算参数统计如表1所示。桩间距进行优化，可以在一定程度上直接减少抗滑桩工程的投表1模型参数表入，有着极其重要的现实意义。类别厚度密度E（Pa）泊松比C（Pa）（f毅）K（Pa）G（Pa）（m）（kg/m3）在本文中拟通过FLAC3D数值分析软件，建立相关静力数值碎块石土1019001.49E+070.31.00E+03261.24E+075.71E+06模型，在不同桩间距条件下对进行数值模拟分析，对不同桩间距强风化页岩1621001.87E+070.43.10E+

6、0442.173.11E+076.67E+06抗滑桩25002.60E+100.1671.30E+101.10E+10下的抗滑桩桩间及桩后土拱效应进行研究，通过对比分析研究，得出不同桩间距在特定滑坡推力作用下桩后土拱效应的变化规3不同桩间距下的数值模拟律，同时也从侧面验证现目前一些抗滑桩设计中参数的取定。参考相关实际抗滑桩治理工程，并对实际模型进行简化，在2数值模型的建立本文的数值模拟分析中设置了3种桩间距（L=4m，6m，8m），当滑坡推力为1600kN/m时，对抗滑桩桩间及桩后土拱效应进行研2.

7、1计算模型的确定究，通过对比分析研究，得出不同桩间距在特定滑坡推力作用下本文建立的FLAC3D计算模型（模型示意图如图1）对实际桩后土拱效应的变化规律。的抗滑桩情况进行了一定的简化，取排桩中的两根抗滑桩桩间对相关数值模型进行计算，从计算结果中导出基本分析面部分及左右2m岩土体建立数值分析模型进行抗滑桩土拱效应z=-9截面的最大主应力云图和x方向位移云图进行对比分析，分析。该模型设置一滑面，滑面深度为10m，也即是图2.1中岩土相关云图见图2和图3。层1和岩土层2的交界面，模型后滑体厚度取15m，模型

8、整体计从图2~3可以看出，在一定桩间距下，由于下滑推力的作算深度31m，坐标轴Z轴下方26m，坐标轴Z轴上方是一个高·31·规划与设计建材与装饰2015年9月抗滑桩桩间距的确定在一定程度上决定了整个抗滑桩工程的造价，桩间距过小，抗滑桩的强度得不到充分发挥，并且这样工程造价也相对较高；而当桩间距过大时，工程造价减低了，但是抗滑效果也达不到相应的要求。通过数值模拟对比抗滑桩最优桩间距大概是桩宽的3倍左右，此时抗滑桩桩间与桩后土体前滑位移量最小，形成的抗滑桩间应力拱和位移拱