单排抗滑桩加固边坡稳定的应用分析

摘要：本文在应用有限元的基本原理系统的对单排抗滑桩加固边坡稳定分析中的影响因素进行了讨论，采用平面应变假定，对土体采用D-P材料模型。考虑桩土接触面问题，利用ANSYS10.0 建立了二维非线性有限元模型。具体分析了锚固深度、桩径、桩体刚度对加固边坡稳定的影响。

关键词：边坡稳定 抗滑桩 加固 有限元 ANSYS1引言

随着国民经济的蓬勃发展，在交通、工民建、采矿以及国防建设中常常遇到边坡稳定的问题，它关系到工程建设的安全和经济效益的高低。如何合理有效地防治滑坡灾害的发生是工程师经常面对的课题。抗滑桩作为有效的边坡加固措施，在世界各国滑坡治理中占有重要的地位。

桩对边坡的稳定起到决定性的作用，因此本文通过变动桩体相关参数，对比计算桩的锚固深度、桩径、桩体抗弯刚度等因素对边坡稳定性的影响，以满足抗滑桩加固边坡的工程应用提供参考。

2抗滑桩加固边坡模型建立

2.1计算参数的选取

计算中所选的材料参数如下：

土体粘聚力取10KPa，内摩擦角取10°，弹性模量取50MPa,柏松比取0.35，重度19.6 。

桩体桩径取500mm，桩距取1000mm，弹性模量取6.0×104MPa,柏松比取0.2，重度25 。

2.2 计算模型的建立

模型中抗滑桩采用单排灌注混凝土桩，桩径D取0．5m，桩间距2D。抗滑桩设在 =0．2处( 为桩位距坡址水平距离与坡面水平距离之比)，桩身嵌入基岩层下4m，桩头自由。坡高8m，坡度比为1：2，有上下两层组成，下层为基岩。

3计算结果及分析

3.1锚固深度对加固边坡的影响

由表可以看出随着锚固深度的增加边坡的安全系数增加，桩顶的位移逐渐减少，表明加固的效果越明显。但影响在一定范围内比较大，当锚固深度超过4米后影响甚微。

3.2 桩径和设桩位置的影响

图1 不同桩径条件下设桩位置与边坡安全系数的影响曲线

图1列出了不同桩径时安全系数与设桩位置的关系，由图可以看出随着桩径的增加，加固边坡的安全系数也逐渐增加，且在为0.4～0.6之间，增加较明显。

3.3 桩的抗弯刚度的影响

通过对抗弯刚度的分析可以看出桩的抗弯刚度可以有效地提高加固边坡的安全系数，当抗弯刚度达到200达安全系数基本趋于稳定。

4 结论

通过对单排抗滑桩加固边坡稳定问题分析计算，得出如下主要结论

（1）增加抗滑桩的锚固深度，直径以及抗弯刚度均可以提高其加固边坡的安全系数。结合研究分析本文建议选取锚固深度为2~3米，桩径选取0.5米，设桩位置可在0.4～0.6之间取。

（2）每一个因素的影响都是有一定的范围的，工程实际中要综合考虑经济和施工条件。

（3）桩端的约束大小在一定程度上对边坡安全系数也有积极的影响。

参考文献：

[1]潘家铮．建筑物的抗滑稳定和滑坡分析．北京：水利出版社，1980．

[2]赵尚毅等．有限元强度折减法求边坡稳定安全系数．岩土工程学报，2002

[3]戴民，周云东，张霆，桩土相互作用研究综述[J].河海大学学报，2006