[发明专利]陡倾斜滑动面抗滑桩锚固深度参数优化设计

说明书

本发明公开了陡倾斜滑动面抗滑桩锚固深度设计参数的优化理论，依据实际工程地质勘察报告，采用剩余推力法和圆弧法，分别计算滑坡推力和确定最小安全系数的临界滑动面；根据滑动面位置，确定抗滑桩受荷段长度；根据空间楔形体极限平衡理论，计算无效锚固深度，对原来锚固深度进行优化设计；重新调整受荷段长度，计算调整后有效锚固段起点的剪力和弯矩；基于地基系数法中“K”法，计算抗滑桩有效锚固段侧应力；根据强度控制法，确定抗滑桩有效锚固深度；最后将无效锚固深度和有效锚固深度叠加，计算得到陡倾斜滑动面抗滑桩锚固深度设计值；本发明的计算方法，优化原有抗滑桩锚固深度设计值不足的缺陷，提高抗滑桩工程的安全性。

技术领域

本发明设计抗滑桩工程设计参数的设计计算，特别涉及陡倾斜滑动面抗滑桩锚固深度参数优化设计。

背景技术

近年来，在边坡防治工程中，抗滑桩是最常用的加固措施之一。其锚固深度是抗滑桩设计的重要参数，若锚固深度过浅，边坡可能变形失稳，边坡加固效果不佳；若锚固深度过深，会造成工程上浪费，引起不必要的经济损失。目前，抗滑桩锚固深度计算方法主要有工程地质对比法和强度控制法两种方法。工程地质法是根据大量治理工程项目的经验总结，对于土体或较软岩体，其锚固深度宜为1/3～1/2的桩长；对于完整较坚硬的岩层，其锚固长度取1/4的桩长。强度控制法则是根据抗滑桩作用于桩侧岩土体的应力不超过岩土体的横向容许承载力准则，确定抗滑桩的锚固深度取值。

以上抗滑桩锚固深度的确定方法，主要假定抗滑桩周围滑动面基本水平，即抗滑桩锚固段处于对称的半无限空间稳定基岩(滑床)。然而有许多西南山区的抗滑桩工程，其抗滑桩处于的滑动面并非水平的，有的甚至倾斜角度到达40°，此时抗滑桩被置于滑动面下非对称的半无限空间稳定基岩(滑床)。若按照传统理论计算，则在滑坡推力的作用下，抗滑桩锚固段一定深度范围内，桩前岩土体临空薄弱，易形成楔形体产生滑动，不能提供有效抗力，使得抗滑桩的锚固深度不足，可能会导致抗滑桩失效的风险。

发明内容

基于上述现有技术存在的不足，本发明基于楔形体空间极限平衡原理，通过建立平衡方程，求得楔形体的无效锚固深度，对抗滑桩原来锚固深度设计值进行优化，以解决现有普通抗滑桩锚固深度计算方法确定抗滑桩锚固深度不足的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

(1)根据实际工程地勘报告，采用剩余滑坡推力法计算矩形分布滑坡推力，确定设桩处滑坡推力设计值；

(2)采用圆弧法计算边坡最小安全系数的临界面(滑动面)位置，确定抗滑桩受荷段长度；

(3)假定抗滑桩锚固段滑床岩体无裂隙、岩体抗力沿桩身均匀分布、滑床岩体楔形破坏区破坏面为平面，确定破裂角β与扩散角λ后，根据无效锚固段空间楔形体破坏的极限平衡理论，确定无效锚固深度；

(4)依据无效锚固深度，重新调整抗滑桩计算有效锚固段起点的剪力和弯矩值；

(5)基于地基系数法“K”法，计算有效锚固段抗滑桩的侧应力，并验算最大侧应力小于桩周岩土体的横向容许承载力，确定有效锚固深度，最后将无效锚固深度与有效锚固深度叠加得到抗滑桩的锚固深度。

在权利1步骤(3)中确定无效锚固深度的计算方法为：ΔABC与楔形体的几何参数：

楔形体顶面的与滑体土体的接触面积为S₁:

楔形体侧面的与滑床土体的接触面积为S₂:

楔形体底面的与滑床土体的接触面积为S₃: