T形横截面抗滑桩截面优化研究

目前工程中抗滑桩的设计多采用矩形横截面,但往往由于偏于保守设计而造成钢筋和混凝土一定程度的浪费.在工程上常用的矩形横截面抗滑桩基础上,进一步优化设计出了一种T形横截面的抗滑桩,与常规矩形横截面抗滑桩相比,T形横截面抗滑桩具有节省材料、能更合理布置钢筋和增强桩后土拱效应等优点.通过实例对两种横截面抗滑桩的抗弯刚度和内力进行计算与对比分析,结果表明:在同等横截面面积条件下,T形横截面抗滑桩的抗弯刚度会更大;在满足结构强度的情况下,T形横截面抗滑桩所受的内力要小于矩形横截面抗滑桩.     

基于BOTDA的光纤传感技术在抗滑桩变形监测中的应用

针对BOTDA光纤传感技术的特点和工作原理,结合目前滑坡监测的问题和要求,本文首次提出将BOTDA光纤传感技术应用到滑坡抗滑桩的内力监测中,通过在抗滑桩桩体内布置光纤传感器,监测抗滑桩在滑坡推力和混凝土收缩共同作用下的连续变形特征,并结合实例,探讨了光纤监测系统在人工挖孔桩中的建设方式,验证了BOTDA光纤传感技术在抗滑桩变形监测中的可行性和有效性,同时指出该技术在抗滑桩变形监测中应注意的问题。该原位监测手段克服了传统原位桩体内力、应变监测手段精度低、耐久性差、操作繁琐等缺点,具有广泛的应用前景。     

弹性抗滑桩桩底支承条件对其内力和位移的影响分析

采用传统的抗滑桩内力计算方法"K"法,推导了弹性抗滑桩受荷段和嵌固段桩身内力和位移的计算公式,结合具体的工程实例,将抗滑桩桩底支承条件分别按自由支承、铰支承和固定支承考虑,利用MATLAB软件进行编程,分别计算出3种支承条件下抗滑桩桩身内力和位移,并进行了对比分析。结果表明:当抗滑桩嵌固段长度一定时,嵌固段地基系数K值的变化对桩底约束为固定支承的抗滑桩桩身内力的影响最大,对桩底约束为自由支承的抗滑桩桩身位移的影响最大;当嵌固段地基系数K值一定时,对桩底约束为固定支承的抗滑桩桩身弯矩的影响最大,剪力和位移的影响最小,对桩底约束为自由支承的抗滑桩桩身弯矩的影响最小,剪力和位移的影响最大,故在抗滑桩工程设计中,桩底支承条件应尽量按铰支承考虑。     

嵌岩抗滑桩地基水平抗力系数K值取值的数值模拟研究

弹性地基梁"K"法是抗滑桩桩身内力计算的一种重要方法。针对"K"法中抗滑桩嵌固段岩体地基水平抗力系数K值取值主要采用经验值且随意性较大的问题,基于温克尔弹性地基力学模型,通过数值模拟及统计分析,建立了具有较高拟合度的抗滑桩嵌固段岩体地基水平抗力系数K值与岩体弹性模量和泊松比的函数关系式,并结合具体工程实例,将上述研究成果应用于秭归县谭家湾滑坡抗滑桩的优化设计,降低了工程造价。     

抗滑桩细观受力特征的数值模拟研究

抗滑桩是滑坡防治工程中一种非常有效的支挡措施,其受力特征直接关系到滑坡防治效果,因此开展抗滑桩细观受力特征的数值模拟研究具有重要的工程应用价值。基于有限元数值模拟方法,采用ANSYS软件中的分离式模型,以SOLID65单元和LINK8单元分别模拟钢筋混凝土抗滑桩中的混凝土和钢筋,研究了不同荷载作用下抗滑桩的细观受力特征。结果表明:在相同荷载作用下,抗滑桩在高度较小阶段,其高度与抗滑桩的变形呈非线性变化,随着抗滑桩高度的增加,其高度与抗滑桩的变形趋于线性关系;有限元数值模拟能较好地反映钢筋混凝土抗滑桩的细观受力特征。该研究可以为抗滑桩工程的设计提供借鉴与参考。     

预应力锚索抗滑桩中锚索预应力的计算方法及对比研究

在预应力锚索抗滑桩的设计计算中,锚索预应力的取值对抗滑桩的内力计算影响较大,其计算方法仍然是一个需要深入研究的课题,笔者在总结锚索预应力计算方法的基础上,介绍了锚索与桩变形的协调原理,并结合工程实例对其中的3种计算方法进行了对比研究.     

悬臂式单锚抗滑桩加固黄土滑坡的模型试验

通过开展悬臂式单根锚杆抗滑桩加固黄土滑坡的室内模型试验,获得桩后滑坡推力、桩前土体抗力、桩体及锚杆的应力-应变情况,并据此研究了悬臂式单锚抗滑桩桩侧地层抗力、桩身内力分布规律及其破坏模式.结果表明:在滑坡推力作用下,悬臂式锚杆抗滑桩受荷段桩后受压、桩前受拉,而嵌固段桩后受拉、桩前受压,锚杆抗滑桩受力形式呈“S”曲线状;随着锚杆抗滑桩在荷载作用下的变形破坏,其桩前、桩后土压力分布规律也逐渐改变;悬臂式锚杆抗滑桩的破坏模式主要为塑性铰弯折破坏,而土体中锚杆的破坏模式主要为弯剪-滑移破坏.     

论抗滑桩施工的安全问题

抗滑桩是滑坡治理中最常用、最广泛的工程措施。它以设桩位置灵活、对滑体扰动小、施工简便、设备简单的优势 ,得到广大滑坡病害治理专家的青睐。抗滑桩按桩材和截面形状分类 ,有木桩、管桩 (钢或钢筋混凝土管 )、钢筋或钢轨混凝土桩 (方形、矩形和圆形 )、钢板桩和 H型钢桩。施工的方法有钻孔桩、挖孔桩、打入桩等几种形式。抗滑桩施工的安全关键在于挖孔施工的过程中。笔者根据多年参与在抗滑桩设计、施工过程中遇到的问题 ,认为在抗滑桩施工安全问题上应从以下几个方面引起注意 :(1)井内爆破。井内开挖一般用短柄的铲和镐 ,在岩层中需打…     

预应力锚索抗滑桩锚固位置优化研究

以预应力锚索抗滑桩为研究对象,通过建立相应的数值模型研究预应力锚索在抗滑桩桩体上锚固位置的不同对边坡变形及支护结构的受力影响。结果表明:将锚固点从桩顶适当下移时,边坡位移没有明显变化,并可以提高边坡的稳定性,且当锚固点从桩顶下移至1.0~1.5m时最为合适;将锚固点从桩顶适当下移与锚固于桩顶相比,支护结构内力有一定增加但未超过设计值且在可控范围内,但是锚固点适当下移时可有效避免抗滑桩桩身出现异号弯矩,对桩身的配筋设计较为有利。     

桩周土体物理力学性质对滑坡抗滑桩桩间距的影响

抗滑桩加固是滑坡防治的主要工程措施之一,桩周土体物理力学性质对桩-土相互作用有较大影响,进而影响抗滑桩桩间距的确定。基于抗滑桩最小桩间距的计算方法,通过解析法分析了桩周土体物理力学性质对土拱强度条件和桩-土相互作用平衡条件的影响,并利用数值模拟方法研究了桩周土体物理力学性质改变后对抗滑桩桩后滑坡推力分布形式的影响;针对部分渣土边坡中土体物理力学性质较差导致抗滑桩桩间距较小的问题,提出了渣土边坡堆积过程中在抗滑桩设桩处周围填筑改良土体的方法来优化抗滑桩的最小桩间距,并对填筑土体类型、填筑范围和填筑深度进行了研究;讨论了桩周土体物理力学性质对抗滑桩最大桩间距的影响,并将其影响结果与桩周土体物理力学性质对抗滑桩最小桩间距的影响结果进行对比,分析了桩周土体物理力学性质对抗滑桩最小和最大两种桩间距影响效果不同的原因。以深圳某渣土边坡为例验证了在桩周填筑改良土体优化抗滑桩最小桩间距的方法,结果表明该方法在不增加施工成本和施工难度的基础上优化了抗滑桩的最小桩间距,可达到节省渣土边坡治理成本的目的。     

预应力锚索抗滑桩力学计算模型的探讨

通过分析现有预应力锚索抗滑桩力学计算模型的特点,找出存在的问题,提出了改进的滑坡推力和桩前土体抗力的分布图形,分析了预应力锚索在锚索桩中的工作机理和预加固作用及其在力学建模中的考虑方法,提出了锚索桩改进的建模方法并通过工程实例对改进方法和原有方法进行比较,论证了改进方法的合理性。     

不确定性条件下地下水污染监测井网优化设计——基于XGBoost替代模型

在地下水污染监测井网优化设计中,应用模拟优化方法时客观存在的模型参数不确定性往往会影响到设计监测井网的可靠性.针对该问题,重点考虑了渗透系数和污染源释放强度的不确定性,应用模拟优化方法和蒙特卡罗方法求解上述不确定性参数影响下的最优监测井布设方案.为缓解蒙特卡罗方法多次调用模拟模型所产生的巨大计算负荷,本研究建立了XGBoost替代模型,代替模拟模型与优化模型进行耦合.为提高监测井网对实际污染羽的监测精度,污染监测井网优化模型以监测空间矩误差极小化为优化目标.此外,本次研究还考虑了监测井网设计中污染源释放强度的动态变化过程.最后,以抚顺市某煤矸石堆放场地为基础建立假想例子,验证所提方法的有效性.结果表明:1.XGBoost能够有效近似模拟模型的输入输出关系,显著降低了计算负荷.2.空间矩能够有效评估监测井网插值污染羽和实际污染羽的逼近程度,优化设计后的监测井网能够较为准确地捕捉到实际污染羽的状态.3.模拟优化方法结合蒙特卡罗方法能有效求解不确定性条件下最优监测井网的设计问题.本文为地下水污染监测井网设计提供了一种稳定可靠的方法.     

无粘性土中抗滑桩桩间土拱形成机理分析

抗滑桩是防治滑坡灾害非常有效的工程措施,但工程实践中往往由于其设置的不合理使其并没有发挥应有的工程效益.本文从理论和数值两方面对无粘性土中抗滑桩桩间土拱形成机理进行分析,得出只要抗滑桩设置合理,在桩间就会形成土拱效应.在工程实践中,无粘性土中抗滑桩桩间土拱是以小主应力拱的形态存在的,要想形成稳定的土拱,桩前土体需要提供足够大的抗滑力.     

高透水地层复合土钉墙的应用

在透水性高的砂性土条件下,将止水帷幕水泥土搅拌桩与土钉相结合,形成复合土钉墙支护结构,是解决高透水地层基坑支护的有效方式.针对某具体工程实例,介绍了高透水地层采用复合土钉墙结构进行基坑支护的设计方案,并对基坑变形进行了监测.结果表明:采用复合土钉墙支护可满足基坑开挖对支护结构稳定及周边环境保护的要求,同时复合土钉墙结构受力合理、安全度高、施工简单方便、工期短、造价低,具有较好的经济和社会效益,可在类似工程中推广应用.     

滑坡立体监测及网络化管理系统的研制

山体滑坡是内因和外因共同作用的结果,滑坡发生前,在侧滑力的作用下,滑坡体出现蠕动变化,从而会导致坡体的斜率、水平位移、张力等诸多因素的变化,滑坡的综合监测对滑坡的诱发因素及坡体蠕动变化各物理量的监测,通过前置传感器、高精度数据采集仪监测预报管理软件等软硬件实现远程数据传输、远程系统管理。通过监测管理软件实现数据采集、实时监控、异常数据分析、异常事件报警、现场监控等,在同一滑坡体上采用多种观测手段形成点、线、面、体的立体监测网络,使其相互对比、补充,为滑坡灾害的正确分析、预测预报及工程治理等环节提供可靠的资料和科学依据。为运行单位及政府减灾决策随时随地掌握滑坡信息提供重要依据。     

海冰与孤立桩柱碰撞破碎模型

本文对辽东湾冰原冰与孤立桩相互作用过程进行了研究，根据高速率下冰原冰的非开裂挤压脆性破坏过程特点，将整个冰与桩柱相互作用过程分为三个阶段，通过一些适当的简化和假设，提出了这三个不同阶段孤立桩前冰的破碎过程模型，利用此破碎过程模型结合相应的力学模式计算冰与桩柱相互作用力随时间的变化。实测资料与模拟计算值比较，其结果符合较好，因此该破碎过程模型具有较好的可实用性。     

大直径桩端阻力面积修正系数研究

桩端阻力和桩端直径呈非线性关系,随着桩端直径的增加而逐渐减小。本文根据线弹性理论和非线性弹性理论分别求得大直径灌注桩桩端阻力的面积修正系数的上限解和下限解,得到了桩端土承载力标准值与桩端直径的非线性关系和桩端土承载力面积修正系数与桩端直径的非线性关系。与现行建筑桩基技术规范相比,当桩径 0．80～3．00 m时,规范给定的面积修正系数稍大于理论上限值,其它桩径范围的桩端面积修正系数均在理论值的上、下限范围。当桩径0．80～2．00 m时,按规范给定的面积修正系数修正后的承载力标准值稍大于理论上限值, 其它桩径范围按规范修正后的桩端土承载力标准值均在理论值的上、下限范围。     

露天堆场防风抑尘网后湍流结构及抑尘效率的数值模拟

建立了开放性露天堆场周围空气流动的三维数学物理模型,选择应用标准k-ε紊流模型进行了静态流场的数值模拟;分析了典型棱形堆迎风面、平顶面和背风面周围空气的湍流结构和表面受力特性;基于流场数据揭示了防风抑尘网不同孔隙率下空气动力学结构的分布规律.结果显示:物料堆平顶面剪切力随孔隙率增大而增大;料堆迎风面在孔隙率较小时出现局部涡流,表面剪切力方向向下,孔隙率较大时,网后空气垂直方向压差作用显著,表面剪切力方向向上;背风面始终处于回流区,表面剪切力和回流点数随孔隙率大小变化不显著.综合流场结构和受力分布可得最佳孔隙率为0.2~0.4.该研究中对物料堆逐个表面进行空气动力学模拟可以避免由于剪切力方向不同产生矢量抵消而带来的计算失真.