基于有限元法對抗滑樁在渠堤穩定中的影響因素論文
1.引言
邊坡穩定對工程的重要性不言而喻，邊坡失事方式多為邊坡失穩或堤防滲流滑移失穩引起滑坡，威脅水利工程及周邊群眾的生命財產安全。其危害大小與當地地形條件，居民點位置，水流排泄條件等關系密切。對邊坡的穩定安全國內外學者已做了很廣泛的研究。對于邊坡結構穩定分析計算，國內外學者也已提出了很多計算方法，例如：極限平衡法、塑性極限分析和滑移線場法等。
2.工程概況
該工程為高填方渠堤工程，由于渠堤高程較大，達到 6 ～ 8m，局部達到 10m 左右，設計采用非膨脹土填筑堤身。填方渠堤邊坡穩定安全系數按一級土壩建筑物要求取 1.5。
3.工程邊坡防護措施研究
為滿足渠堤的高填方要求，采用了一系列提高填方渠堤邊坡穩定的加固措施，主要包括：在高填方渠堤外側設置抗滑樁，戧臺、提高外坡邊坡穩定安全系數；放緩渠堤內外邊坡提高渠坡安全度。
4.抗滑樁影響因素研究
工程中抗滑樁位移和內力計算通常采用懸臂樁法。即滑動面以上樁體視為懸臂構件，滑動面以上作用于樁身的滑坡推力分布形式近似為矩形或三角形分布，假定滑坡推力方向與滑動面平行�；瑒用嬉韵聵扼w的錨固段，內力根據滑動面處的彎矩和剪力按地基彈性抗力系數 K計算。按彈性地基梁計算樁身內力和變位時根據對地基系數的假定的不同分為“K”法、“m”法、“c”法。當滑床為較完整的巖質和硬粘土層時，通常采用“K”法，即地基系數為常數 K；當滑床為硬塑一半堅硬的砂粘土、碎石土或風化破碎成土狀的軟質粘層時，采用“m”法，即地基系數隨深度呈線性增加。
4.1 結構形式
本工程抗滑樁使用水泥攪拌樁 , 水泥攪拌樁以其施工時無噪音、無泥漿廢水污染、造價較低等優點，廣泛應用于基坑支護，堤防、天然邊坡的抗滑穩定加固中。水泥攪拌樁在工程應用中，多采用連續結構形式，即可作為擋土墻起到擋土抗滑作用，又可作為防滲帷幕起到截滲作用。
4.2 設計標準
本工程填方渠堤外坡，要求在渠道正常運行工況下安全系數采用簡化畢肖普方法計算不小于 1.5。采用水泥攪拌樁加固后，在洪水綜合影響等級高和較高渠段，正常運行工況下，渠堤外坡采用簡化畢肖普法計算的安全系數，應分別不小于 1.75 和 1.6。
4.3 影響因素研究
以下將以填方高度 10m，坡比 1:2 的典型斷面為例研究水泥攪拌樁作抗滑樁的支護效果和影響支護效果的因素。采用基于強度折減原理的有限元軟件進行研究。有限元法具有不受邊坡幾何形狀和材料不均勻限制的優點，能準確反映出邊坡土體的'應力應變的本構關系，能夠考慮土體復雜的非線性關系，是目前邊坡穩定性分析中較為理想的方法。
5.結論
工程最后結合影響水泥攪拌樁支護效果因素的分析，并根據各渠段的坡高、坡比和地質條件，初步確定各渠段水泥攪拌樁的長度、斷面尺寸、樁間距。洪水綜合影響等級高重點渠段，適當加長水泥攪拌樁的樁長和減小樁間距，提高渠坡穩定安全系數。
本文主要通過有限元軟件研究了抗滑樁在高渠坡的邊坡穩定的影響因素研究，抗滑樁作為邊坡，堤防，渠堤等的支擋結構，具有施工快、安全可靠等優點，在基礎建設領域的邊坡加固中得到廣泛應用。通過文章的研究表明增大水泥攪拌樁的樁長和斷面尺寸，減小樁間距將有利于水泥攪拌樁的加固效果，但將會增加工程投資。同時在使用水泥攪拌樁作為抗滑樁以后會引起渠坡堤防等的浸潤線的變化，應分析確定對實際工程的影響合理確定抗滑樁的設計參數。文章的研究將為以后的工程提供參考。
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