[發明專利]一種針對軟巖和松散堆積體邊坡進行抗滑樁主動加固方法

有效

• 申請號: 201711158163.2
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN107938688B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 張國輝;周愛民;楊建成;李建龍;馮志秀;馬婭;陳世樂;關鳳林;肖振江;袁從華;湯華;吳振君
• 申請（專利權）人: 云南交投集團公路建設有限公司;云南小磨高速公路改擴建工程建設指揮部;云南省交通投資建設集團有限公司;中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: E02D17/20
• 分類號: E02D17/20;E02D29/02;G06F17/50
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 李鵬;王敏鋒

1.一種針對軟巖和松散堆積體邊坡進行抗滑樁主動加固方法，其特征在于，包括以下方法：

步驟1、邊坡開挖前對潛在滑動面的巖土樣本進行實驗，獲取巖土物理力學參數，巖土物理力學參數包括：巖土初始狀態的物理力學參數、巖土變形軟化后的物理力學參數，物理力學參數包括容重、粘聚力、內摩擦角、抗拉強度、彈性模量和泊松比，若巖土變形軟化后的粘聚力或內摩擦角或抗拉強度較巖土初始狀態強度下降幅度超過20％，則進入步驟2，否則不需要進行主動加固；

步驟2、根據地形和工程切坡條件、巖土物理力學參數進行幾何建模，建立二維邊坡地質概化模型；

步驟3、設置二維邊坡地質概化模型的邊界條件；

步驟4、在加入了邊界條件的二維邊坡地質概化模型上，采用巖土變形軟化后的物理力學參數，通過數值方法對開挖后邊坡進行數值計算，數值方法包括有限元方法FEM或有限差分方法FLAC，運用強度折減方法得到開挖后邊坡的安全系數F₁，如果F₁≤1，需進行主動加固，進入步驟5；如果F₁>1，無需進行主動加固；

步驟5、抗滑樁加固方案設計：抗滑樁設置在開挖邊坡的坡腳，在穿過邊坡潛在滑動面后錨固在滑動面以下的穩定地層的設定深度處；

抗滑樁加固方案具體設計參數包括抗滑樁截面尺寸、抗滑樁長度、抗滑樁嵌入穩定地層的長度、布置形式、抗滑樁間距：

步驟6、在加入了邊界條件的二維邊坡地質概化模型上，采用巖土初始狀態的物理力學參數，并采用步驟5確定的抗滑樁加固方案具體設計參數進行主動加固；通過數值方法對主動加固后的邊坡進行數值計算，數值方法包括有限元方法FEM或有限差分方法FLAC，運用強度折減方法得到開挖后邊坡的安全系數F₂；

步驟7、如果安全系數F₂滿足預先設定的工程穩定性要求，表明步驟5中確定的抗滑樁加固方案具體設計參數有效；如果安全系數F₂不滿足工程穩定性，則重復步驟5、6，調整抗滑樁加固方案具體設計參數，直至滿足預先設定的工程穩定性要求。

2.根據權利要求1所述的一種針對軟巖和松散堆積體邊坡進行抗滑樁主動加固方法，其特征在于，所述的步驟2中幾何建模采用點-線-面自下而上的方式采用幾何建模及網格劃分軟件進行建模。

3.根據權利要求2所述的一種針對軟巖和松散堆積體邊坡進行抗滑樁主動加固方法，其特征在于，所述的二維邊坡地質概化模型中巖土的本構模型選取Mohr-Coulomb理想彈塑性模型，二維邊坡地質概化模型的輸入參數包括：容重、粘聚力、內摩擦角、抗拉強度、彈性模量、泊松比。

4.根據權利要求1所述的一種針對軟巖和松散堆積體邊坡進行抗滑樁主動加固方法，其特征在于，所述的步驟3中邊界條件包括：二維邊坡地質概化模型的底部及四周設置法向約束條件，以及在二維邊坡地質概化模型上施加重力條件。

5.根據權利要求1所述的一種針對軟巖和松散堆積體邊坡進行抗滑樁主動加固方法，其特征在于，所述的步驟5中，抗滑樁嵌入穩定地層長度分為兩種情況：潛在滑動面為軟巖的情況下，抗滑樁錨固在穩定地層長度為設計抗滑樁的長度的三分之一；潛在滑動面為松散堆積體的情況下：抗滑樁錨固在穩定地層長度為抗滑樁的長度的二分之一。

6.根據權利要求1所述的一種針對軟巖和松散堆積體邊坡進行抗滑樁主動加固方法，其特征在于，所述的抗滑樁的布置形式為陣列豎直分布。

7.根據權利要求1所述的一種針對軟巖和松散堆積體邊坡進行抗滑樁主動加固方法，其特征在于，所述的抗滑樁間距取抗滑樁的截面寬度的3～5倍。