[發明專利]一種邊坡抗滑樁治理參數的優化設計方法

有效

• 申請號: 201611222773.X
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106650118B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 賀可強;傅鵬輝;張娟
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 37212 青島發思特專利商標代理有限公司
• 代理人: 馬俊榮;劉娜

1.一種邊坡抗滑樁治理參數的優化設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：邊坡土層物理力學參數的確定：測定邊坡坡體土層的物理力學參數c、γ，并確定地基比例系數m；

步驟二：抗滑樁設計參數的確定及受力分析，包括以下小步：

1)抗滑樁設計參數的確定

確定樁的受荷段長度h₁，嵌固段長度h₂；

2)抗滑樁所受總推力的確定

假定每根樁所承受的滑坡推力與被動土壓力之差等于樁中心距范圍之內的滑坡推力：

P＝P_T-E_p (1)

式中，P-抗滑樁所受總推力，即抗滑樁總抗滑力，kN；P_T-樁前滑坡推力，kN；E_p-樁前被動土壓力，kN；

步驟三：“m”法確定嵌固段土層最大側向壓力值：嵌固段土層最大側向壓力值由下列(2)(3)式得到：

1)較完整的巖體或硬質黏土巖

σ_max＝ρ₁·R (2)

2)一般土體或嚴重風化的破碎巖層

σ_max＝ρ₂·(σ_p-σ_a) (3)

式中，σ_max-嵌固段土層最大側向壓力值，kPa；ρ₁-折減系數，取值為0.1～0.5；ρ₂-折減系數，取值為0.5～1.0；R-巖石單軸抗壓極限強度，kPa；σ_p-樁前巖土體作用于樁身的被動土壓應力，kPa；σ_a-樁后巖土體作用于樁身的主動土壓應力，kPa；

步驟四：樁位間距最優系數的確定：樁位間距最優系數M_s由式(4)(5)確定：

樁底簡化為自由端時，

式中，M_s-樁位間距最優系數；m-地基比例系數，kN/m⁴；E-抗滑樁彈性模量，MPa；α-樁的變形系數，m^-1，B_P為樁正面計算寬度，矩形樁B_P＝B+1，圓形樁B_P＝0.9×(B+1)，B為樁橫截面寬度或直徑；I-樁截面慣性矩，m⁴；A_i、B_i、C_i、D_i-i∈[1,4]，隨樁的換算深度而異的m法的影響函數值，其中帶上標h₂表示樁柱底端值；

步驟五：最優樁位間距的確定：在樁長相等、截面尺寸相同的條件下，由式(6)確定相鄰兩樁位的最優間距：

式中，s_op-相鄰兩樁位最優間距，m；K_s-安全系數；P-抗滑樁所受總推力，即抗滑樁總抗滑力，kN；

步驟六：抗滑樁內力計算參數的優化計算：樁柱內力計算參數的優化計算如下：

式中，M_y、Q_y-錨固段樁身任一截面的彎矩，kN·m、剪力，kN；x_A、φ_A、M_A、Q_A-滑動面處樁的位移，m、轉角，rad、彎矩，kN·m、剪力，kN；

當樁底為自由端時，M_A、Q_A、x_A、φ_A由式(8)求得：