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斜坡软弱地基路堤加固效果研究

【摘要】:近年来,钢筋混凝土抗滑桩亦在斜坡软弱地基填方工程中获得应用,其基本做法是填方坡脚下沿纵向间隔排列抗滑桩,抗滑桩穿过表层斜坡软弱层与下卧刚硬层固结。张良等[26]对斜坡软弱地基路堤采用抗滑桩加固、打入桩加固等工况开展了土工离心模型试验,重点研究了路堤荷载作用范围内斜坡软弱地基的变形响应,但未关注抗滑桩内力分布、变位等力学响应。

作为斜坡软弱地基路堤工程的核心设计原则,路堤下坡脚处宜采用支挡构筑物,以有效限制地基侧向变形。中国工程院周镜院士曾于20世纪60年代贵昆铁路修建中,采用桩排架作斜坡软土路堤下埋式支挡以避免路基坍滑获得成功。近年来,钢筋混凝土抗滑桩亦在斜坡软弱地基填方工程中获得应用,其基本做法是填方坡脚下沿纵向间隔排列抗滑桩,抗滑桩穿过表层斜坡软弱层与下卧刚硬层固结。张良[26]对斜坡软弱地基路堤采用抗滑桩加固、打入桩加固等工况开展了土工离心模型试验,重点研究了路堤荷载作用范围内斜坡软弱地基的变形响应,但未关注抗滑桩内力分布、变位等力学响应。刘金龙等[27]进行了抗滑桩加固倾斜软弱地基路堤的力学分析,但仍采用平面有限元法,未深入考虑桩的空间布置(或未明确交代空间问题的平面化)、土-结构相互作用,且未给出抗滑桩的内力分布。胡勇刚等[11]开展了水泥土搅拌法加固斜坡软弱地基变形特性的室内土工离心模型试验研究,指出地基加固应以控制下坡一侧的变形为重点,在斜坡软弱地基的下坡一侧布设斜桩,具有较好的水平变形约束效果。

鉴于土工离心模型试验可以较好地在室内再现和研究斜坡软弱地基填方工程特性,但有试验成本偏高、组数有限等缺陷,本节针对文献[28,26]所进行的土工离心模型试验,采用三维快速拉格朗日有限差分法[29],直接建立与离心模型试验相一致的抗滑桩加固斜坡软弱地基路堤的数值分析模型,对比土工离心模型试验[28,26]的成果,进而就抗滑桩桩距、桩长、桩身弹性模量、桩身横截面尺寸、桩位等对抗滑桩内力、变位的影响开展参数敏感性分析。