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基于原位钻孔剪切试验的填方边坡治理数值模拟

陈俊新  
【摘要】:为了更准确地研究边坡土体强度参数,为后续的边坡治理提供严密的基础,本文首先对某填方边坡进行勘察分析,而后采用钻孔剪切试验的手段准确获取了该边坡的填土强度参数,然后分析边坡稳定性,提出治理方案,最后,采用数值模拟手段研究了不同治理方案的加固效果,主要研究结论为:(1)针对回填土取样困难、常规的室内土工试验难以获取精确结果等问题,采用原位钻孔剪切试验的研究手段对开元房地产填方边坡边坡的填土强度参数进行了研究,结合室内直剪试验的结果,并参照相关工程经验,建议采用“内摩擦角φ=24°,黏聚力c=12 kPa”作为填方边坡的治理设计参数。(2)基于试验参数,计算得到边坡稳定性不足,容易出现滑坡或崩塌,从而提出了“抗滑桩重力式挡土墙”和截排水系统等综合治理措施。(3)采用数值计算手段对该边坡进行“抗滑桩重力式挡土墙”支护方案的模拟分析,并对抗滑桩长度、桩径和桩间距进行参数敏感性分析。结果表明,治理后的边坡最大水平位移与治理前相比可减小76.46%~94.05%,竖向位移可以减小81.35%~90%,加固效果显著,同时,治理方案对边坡水平位移的控制效果好于竖向位移。(4)抗滑桩桩身弯矩都沿着桩身呈现先增大、后减小的趋势,在桩底达到极小值,弯矩极值大致都位于埋深5 m处,因此,对于该边坡,桩身埋深5 m处也是抗滑桩的配筋关键部位,需要予以额外加强。(5)在桩径和桩长相同、但桩间距不同的情况下,桩间距越大,则边坡变形越大,导致桩身变形也越大,从而造成桩身弯矩也越大;在桩长和桩间距相同、但桩径不同的情况下,桩径越大,则边坡变形越小,但桩径的增倍导致桩身抗弯刚度呈立方级数地增大,因而较小的桩身应变也会导致桩身弯矩的大大增加;而对于桩径和桩间距相同、而桩长不同的情况,桩长越小,边坡变形越大,但桩长过短,在散体状强风化花岗岩内的锚固深度不足,使得桩身弯矩反而最小。


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