郑院士--基于有限元强度折减法的抗滑桩设计计算新方法.ppt

有限元极限分析法在埋入式

抗滑桩中的应用;经典极限分析法适用工程设计

但适应性差

有限元法适应性广,但无法算

平安系数

有限元极限分析法,既适用于工程

设计,且适应性广

特别适用于岩土工程设计

〔边(滑)坡、地基、隧道〕;

有限元极限分析法的原理

两种平安系数定义

强度储藏平安系数

;两种有限元极限分析法

;一、有限元极限分析法在抗滑桩

设计中的应用;

1、滑坡推力与桩前抗力的计算

;采用实体单元模拟或梁单元模拟桩;表2不同方法的滑坡推力与桩前抗力;桩前抗力与桩变形有关，与桩刚度有关，

刚度对抗力有较大影响。;2推力与抗力的分布规律;3抗滑桩合理桩长确实定

桩长设计存在的问题：

〔1〕桩长延伸到地面是否能

确保边坡的稳定；

〔2〕桩长延伸到地面是否必要

会不会造成浪费。;桩长与滑面的关系;用有限元强度折减法滑坡体的平安系数1.02，

极限平衡法算得滑坡体平安系数1.04。;桩位于公路下方，

桩长与滑坡体滑动面位置的关系;桩长13m时，出现两处滑动面：

一处沿桩顶滑出；另一处沿公路内侧滑出

桩长15m时，滑动面位置与桩长为13m时相同。

桩增长至坡面时，滑动面的位置仍与13m时相同。;;桩长大于17m直至地面时，滑动面沿桩顶滑出

随桩长增长，滑动面逐渐上移。;2.3桩的长度与滑坡体平安系数的相互关系;桩长、桩的位置与边坡平安系数之间的关系;桩长、桩的位置与边坡平安系数之间的关系;4埋入式抗滑桩滑坡推力与抗力计算;桩长与内力关系;桩身剪力;桩身弯矩;埋入桩桩体的锚固段的剪力比全长桩的剪力降低，锚固段的最大剪力为全长桩的51.9%，

埋入桩的弯距比全长桩降低的幅度较大。桩的最大弯距只是全长桩的48.8%

;模型尺寸:3.5×2.8×2.02米

模型桩长:2.2米,1.8米,1.5米,1.2米;模型计算与数值计算比较;４、沉埋桩所受的推力，试验与计算根本相同，推力分布也相同

５、沉埋桩所受的桩前抗力，试验与计算根本相同，抗力分布也相同;云阳分界梁隧道出口段滑坡

1、工程概况两条隧道通过滑坡地段

;合理桩长确实定;有限元模型;可见桩长为24m时滑坡的稳定性已经到达了设计平安系数的要求。;合理桩长下滑动面位置

滑动面位于隧道上方;桩上推力计算与推力分布;桩长为24m时的推力

分布近似为矩形。;桩内力的计算;已应用于云阳、武隆、奉节、石柱四个工地，投资额2.75亿;谢谢;验证支挡结构上所受的推力;

用有限元法确定桩的推力分布；

计算桩的弯矩、剪力等内力。

对桩锚结构内力进行优化。;崇遵高速公路高工天滑坡稳定性分析;岩土体采用8节点平面单元，

抗滑桩用梁单元BEAM3单元模拟。;计算采用的力学参数;开挖前的计算结果:

平安系数1.08，滑动面如下.;开挖后不支挡时平安系数为0.63，

滑动面如以下图.;接触单元模型

;在滑坡的坡脚上方〔坡高三分之一处〕施加一个水平力，然后计算滑坡的稳定性，如果此时的平安系数刚好为1.0，说明此时施加的水平力刚好等于滑坡水平推力。;抗滑桩水平推力分布(有限元)

常规假定:三角形、矩形、梯形;抗滑桩弯矩和剪力

没有施加锚固力时抗滑桩的最大弯矩为48100kN.m，最大剪力6560kN;只设置抗滑桩时桩的剪力分布;设置预应力锚索后的桩的最大弯矩：11900kN.m，最大剪力2650kN。;设置预应力锚索后桩的剪力分布;不同方法计算结果比较;锚固力优化不同锚固力时桩的内力：

;不同锚固力时桩的弯矩分布;支挡后的滑动面及其平安系数

强度折减系数为1.39＞1.2,

不会越顶。

;谢谢