[發明專利]一種埋入式抗滑樁的設計方法

在審

• 申請號: 201611044995.7
• 申請日: 2016-11-24
• 公開（公告）號: CN106777520A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 唐曉松;王永甫;趙尚毅
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍后勤工程學院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司11429
• 代理人: 杜群芳

技術領域

本發明涉及山體滑坡控制領域，特別是涉及一種埋入式抗滑樁的設計方法。

背景技術

如圖1-2，埋入式抗滑樁是指樁頂標高低于滑體表面較深的短懸臂抗滑樁，和全長樁的區別主要有：

①樁的長、短不一樣。全長抗滑樁的樁頂一般達到支擋部位的現狀地表面，而埋入式抗滑樁的樁頂不需達到支擋部位的現狀地表面，只需超過滑移面進入滑坡體一定長度不至于使滑坡體在安全系數之內出現越頂現象即可。

②樁的推力大小不同。

③與此同時，樁的截面、樁的配筋、施工工期、材料用量、經濟指標等均不相同。

埋入式抗滑樁既可用于土質邊坡，也可用于巖質邊坡，尤其適用于滑體強度高出滑面強度較多、無淺層滑面和多排樁情況下。埋入式抗滑樁一般宜置于滑面較平緩的阻滑段或者通過優化選取樁位。

目前，埋入式抗滑樁尚無一套比較科學的計算方法，有些規范雖然提出過一些建議與規定，但是缺乏依據。如規定不存在地質次生滑面，也不出現新生滑面與剪出口，按照主觀經驗確定樁長和推力，或按全長樁推力作為埋入式樁的推力等，因而工程實踐上還很少實際應用。有些部門雖然很想應用，但是由于缺乏合理計算方法，通常只減少樁長1/8～1/10左右，沒有真正意義的發揮埋入式抗滑樁的作用，而且還不保險，有可能會出現越頂現象。目前的主要問題是：

①樁的長度如何設計？埋入式樁上的推力是否等于全長樁的推力？

②采用埋入式抗滑樁后滑坡穩定安全系數如何確定？

③對于多排抗滑樁中各排抗滑樁承擔多少滑坡推力，樁前抗力如何計算？

傳統抗滑樁計算采用極限分析法計算推力，用彈性地基梁法計算結構內力，因而除能計算樁推力和內力外，其他一些有用的設計參數都無法計算。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種埋入式抗滑樁的設計方法，旨在提供一種埋入式抗滑樁參數設計方法。

為實現上述目的，本發明提供了一種埋入式抗滑樁的設計方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、采集滑坡系統參數，所述滑坡系統參數包括各個材料的重度γ、彈性模量E、泊松比ν、粘聚力c、摩擦角以及滑體厚度H；

S2、設定I組不同的樁參數的抗滑樁，基于平面應變條件下的摩爾-庫侖匹配D-P準則，建立滑坡系統有限元模型；所述I為正整數；所述抗滑樁為埋入式抗滑樁；

S3、求解各組所述抗滑樁的強度折減安全系數S_i，選取最接近安全系數閾值S_TH的所述抗滑樁的樁參數為樁參求解值。

在該技術方案中，通過建立不同樁參數的滑坡系統，并通過滑坡系統有限元模型求解各個樁參數下的滑坡系統強度折減安全系數，選取最接近安全系數對應的抗滑樁作為所需的抗滑樁，其有益效果在于：提供了一種抗滑樁求解方法，采用摩爾-庫侖匹配D-P準則有限元分析，充分考慮樁-土共同作用，通過強度折減計算得到設置抗滑樁后的破壞模式及安全系數。該技術方案真正意義地發揮埋入式抗滑樁的優點，同時安全保險，且不出現越頂現象。

進一步而言，在所述步驟S2中，所述I組不同的樁參數的抗滑樁是根據經驗設定的。

在該技術方案中，抗滑樁可以參照經驗的抗滑樁設計參數，在該參數兩側選取多組參數。其有益效果在于，提高多組樁參數的確定效率。

進一步而言，所述樁參數包括樁總長度L_all_i、滑面以上樁長度L_up_i、滑面以下樁長度L_down_i，所述i∈[1,I]，i為整數。

在該技術方案中，給出了具體樁參數包含的類別。

進一步而言，所述滑面以上樁長度L_up_i與所述滑體厚度H的比值L_up_i/H≥0.55。

在該技術方案中，埋入式抗滑樁的懸臂長度不宜小于0.55倍滑體厚度，其有益效果在于：提高滑坡系統的安全性，避免出錯。

進一步而言，在所述步驟S2中，所述有限元模型是采用有限元分析軟件生成的。

在該技術方案中，采用有限元分析軟件，提高計算能力和速度。

進一步而言，所述步驟S3包括：

S31、不斷降低所述滑坡系統的抗剪切強度參數直至達到極限破壞狀態為止，根據彈塑性有限元計算結果得到滑動破壞面，同時得到邊坡的強度折減安全系數S_i；所述i為正整數，i∈[1,I]；