抗滑桩锚固深度的极限分析下限方法 Lower-bound method for limit analysis of anchorage depth of sliding resistant piles.pdfVIP

水 利 学 报 2007年6月 SHUIUXUEBAO 第38卷第6期 文章编号：0559．9350(2007)06-0743-06 抗滑桩锚固深度的极限分析下限方法 年廷凯1，栾茂田1，郑德凤2，崔春义1 (1．大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁大连116024； 2．辽宁师范大学城市与环境学院，辽宁大连116039) 摘要：运用塑性极限分析下限定理，在考虑边坡坡角、坡面超载与地震惯性荷载等情况下，提出抗滑桩加固黏性土 质边坡中桩周土体侧向容许承载力的下限解法。针对土的内摩擦角、边坡坡角、无量纲黏聚力、无量纲超载集度或 水平地震加速度系数等参数的不同组合情况，通过数值计算给出了综合主动和被动土压力系数，结果与已知文献 中的结果一致，表明本文算法可行。进而利用弹性桩锚固深度公式计算抗滑桩的锚固深度。算例分析表明，边坡 坡角对抗滑桩锚固深度具有明显影响，一般比水平地面情况下的锚固深度加深1—3,-左右。 关键词：边坡工程；抗滑桩；锚固深度；容许承载力；极限分析 中图分类号：Tv223．2 文献标识码：A 1研究背景 抗滑桩在边(滑)坡防治工程中已得到较为广泛的应用n’2】，但由于计算方法与技术本身的缺陷，因 抗滑桩锚固深度不足导致的工程事故时有发生[3’4】，因此合理确定抗滑桩的锚固深度是十分重要和迫切 需要解决的问题。目前工程上一般要求抗滑桩传递到滑动面以下地层的侧壁压应力不大于地层的侧向 容许承载力，以此检算抗滑桩的锚固深度，其中桩周地层侧向容许承载力通过该点被动抗力与主动土压 力之差确定[5]。根据极限平衡条件，桩前岩土作用于桩身的被动抗力为 d。=7ztan2西+2ctan西=z施。+2c~／．|}。 (1) 桩后岩土作用于桩身的主动土压力为 巧．=yztan29—2ctan9=7zk．一2c,／k． (2 因此桩身对地层的侧向最大压应力d～应满足下列条件¨1 A 口。。≤[盯]=口p一口。=i：；石(7ztanjI+c) (3) ％．、k。分别为主动与被动土压力系数；[盯]为桩周地层的侧向容许承载力。 式(3)即是当前边(滑)坡治理工程中抗滑桩锚固深度设计的基本原则，由于该式是基于传统 Rankine土压力理论推导出的，原则上仅适用于黏性土地面水平情况，并不能考虑斜坡效应。而从式(3) 可以发现，当地面非水平即存在坡角时，此时的地基反力即桩前被动土压力、桩后主动土压力并不再以 统一深度z作为计算深度，而是桩前被动土压力计算深度减小，桩后主动土压力计算深度增大，从而直 接导致主动土压力变大而被动土压力变小。显然，由式(3)右端可见，桩周地层的侧向容许承载力降低， 这正如申润植№3所认为，坡面倾斜将造成桩的地基反力递减，从而降低了桩周地层的侧向容许承载力。 收稿日期；2006439-08 基金项目：辽宁省科技与教育基金(042163，05／．219)；海岸和近海工程国家重点实验室基金(LP0608) 作者简介：年廷凯(1971一)，男，辽宁庄河人，博士，讲师，主要从事岩土工程方面的研究。E．mail：tlmian@163．oom ·_·—-743·-—— 万方数据 万方数据 万方数据 土压力系数艮；线性地递增；当g／弦较大时，l|I：、而；随c，抬的变化幅度很小，此时超载起主要作用。 O．8 4．5 O．6 4 O．4 O．2 3．5 蟹 O 3 氖 —O．2