2022年北京冬奥会高山滑雪填方赛道的抗滑桩加固效果数值模拟研究

高山滑雪是冬奥会的主要竞赛项目之一,确保滑雪赛道的安全稳定是该项目顺利完成的前提。以2022年北京冬奥会高山滑雪的高填方赛道为研究对象,开展各类抗滑技术加固填方赛道的可行性研究,能为类似工程的加固设计提供理论和技术支持。以2022年北京冬奥会延庆赛区D3高山滑雪赛道为例,利用有限差分数值方法对抗滑桩加固前后D3滑雪赛道在天然、暴雨和地震工况下的稳定性和变形情况进行了数值模拟研究。结果表明:抗滑桩加固前,在天然工况下,滑雪赛道的稳定性和变形均符合要求,但在暴雨和地震工况下,滑雪赛道的变形量大、稳定性较低,需要进行加固处理;经过抗滑桩加固后,滑雪赛道的稳定性得到了大幅度提高,在暴雨和地震工况下,其变形减小至10 cm以内,符合相关规范的要求,说明利用抗滑桩加固高山滑雪赛道可以达到预期的加固效果。该研究可为类似工程提供一种新的加固方法,具有一定的实际应用价值。     

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。     

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.     

桩土刚度比及布桩位置对桩身内力分布的影响研究

桩土刚度比及布桩位置直接影响抗滑桩的桩身内力分布及边坡加固效果。采用数值模拟的方法,考虑不同桩土刚度比和布桩位置,分别进行了计算分析。结果表明:(1)桩身剪力近似呈反"S"型分布,弯矩呈现向桩后的凸型分布,且桩身剪力和弯矩均随桩土刚度比的增加而增大,呈现先陡后缓的变化趋势;(2)桩位一定时,桩身正负最大剪力分别出现在桩身1/2和1/4高度位置,对应位置应加强抗剪箍筋的配置;桩身弯矩最大的位置出现在桩身1/3高度位置,即边坡滑带所在的位置,对应位置应加强抗弯钢筋的配置;(3)布桩于边坡中部及两侧时,加固后边坡的安全系数提高明显,桩身剪力和弯矩较大,而且对塑性区有明显的隔断作用。考虑到一般边坡中部的滑体厚度较深,在坡体中部位置布桩无论在技术上还是经济上都不太合适,因此,建议布桩于边坡中部两侧的位置,可取得较好的加固效果。     

某公路滑坡的变形机理与稳定性分析

通过对某公路边坡的变形破坏机理分析,表明滑坡的发生是由于坡脚的小规模开挖引发的局部变形破坏了坡体中原有的地下水排泄通道,使地下水水位抬升,从而使边坡稳定性进一步降低,造成变形破坏向坡体的上部发展,最终导致整体的滑动。稳定性计算表明,此滑坡整体稳定性差,需要作加固处理。综合分析地质条件后,选择抗滑桩和坡面护坡的方法来治理滑坡,并达到了较好的效果。     

滑坡灾害下航油管道抗滑桩的阻滑性能分析∗

针对于土体等大位移问题所带来的模拟求解难题,分析滑坡灾害对横坡敷设的航油管道运行所带来的影响。利用SPH‐FEM耦合算法,采用不同的接触形式,建立管‐土及桩‐土相互作用全尺寸耦合模型,进行非线性分析,获取管‐土力学响应规律,并对抗滑桩阻滑性能加以分析,保证滑坡区管道本体的安全。结果表明,在文中工况下,当滑坡趋于稳定时,在滑土推力作用下,管道所产生的位移、应力最大值均出现在滑体区域内;但由于桩‐土间“土拱效应”,致其桩后滑土更易趋于稳定,同时管道也并未发生沿管轴扭转的现象;随抗滑桩数量的增多,其阻滑性能增强,但对于文中工况,设置2个抗滑桩且混凝土强度为C30的抗滑方案即可保证管道的安全运行。所得结论可为保证航油管道的安全运行提供理论支撑,并为滑坡下管道力学行为和抗滑桩阻滑性能研究提供一种可行的模拟方法。     

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。     

基于场地位移变形要求的滑坡抗滑桩位置有限元模拟

因工程地质条件的复杂性,在综合评价滑坡治理工程中所选抗滑桩桩位时,既要保证安全稳定,又要经济合理。以巴东雷家坪35kV变电站滑坡治理工程为例,采用有限元数值模拟方法研究了滑坡前缘和中部设置抗滑桩时滑体内部和变电站场地受力和变形情况。结果表明:抗滑桩设置在滑坡前缘时,滑体后部推力并未有效减小,但能够有效地控制滑体前缘尤其是变电站场地的水平位移,而滑体后部的水平位移削减量不大;抗滑桩设置在滑坡中部时,能够有效地抵挡滑体后部所产生的推力,并使得滑体中后部水平位移和应力应变得到有效控制,但不能有效地控制滑体前缘的水平位移;滑坡前缘相对中部设置抗滑桩能更好地控制滑体的垂直位移。由此得出:抗滑桩设置在滑坡中部能够有效地抵抗滑体后部所产生的推力,抗滑桩设置在滑坡前缘能够防止滑体前缘变电站场地发生过大的变形。     

油库基础安全评价与工程治理

针对油库基础建于红石包滑坡体上 ,应用神经网络方法对滑带土强度参数进行估算 ,采用剩余推力法对油库基础进行安全评价。研究表明 ,在 175m库水位 ,饱和地下水、暴雨入渗、地震等因素的共同作用下 ,油库基础可能会产生变形 ,甚至失稳。因此 ,在工程治理设计中 ,采用悬臂桩、预应力锚拉桩进行支挡 ,有效地控制油库基础变形     

在地震作用下碎石土滑坡抗滑桩的抗震加固作用机理研究

本文利用弹塑性动力固结大变形有限元模型,采用非线性分析的方法对比研究在地震荷载作用下的碎石土滑坡的抗滑桩在坡脚和边坡中部的抗震加固效果.研究结果表明:设置在边坡中部的抗滑桩相对于设置在边坡下部的抗滑桩对整体边坡土体位移支挡最有效.不同高程点动弯距的变化趋势基本相同.在同样条件下中桩位抗滑桩的静力、动力弯矩大于桩位在坡脚的抗滑桩相应位置的弯矩,表明中桩位加固位置可以更有效发挥抗滑桩的抗弯承载能力.从提高边坡稳定性和抗滑桩的抗滑效果来看,边坡中部的抗滑桩抗震加固效果较好.