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斜坡软弱地基路堤加固工作机理及对策研究

【摘要】:以上的研究均仅单一地研究碎石桩或抗滑桩加固斜坡软弱地基路堤的机理,未涉及碎石桩与抗滑桩的联合加固,有可能碎石桩形成复合地基后再实施抗滑桩与天然地基直接实施抗滑桩两者的工作机理有所差异。

斜坡软弱地基表面或松软层底部,具有一定坡度的向外的斜坡[32],这意味着在其上填筑路堤,因对称性丧失,易发生向下坡脚方向的侧向变形,需考虑采取抗滑桩等支挡措施;另外,地基土体松散,强度低、压缩性较高[32],在路堤长带状柔性荷载的作用下,地基(主要是表面软弱层)将产生较大的竖向压密沉降,需要采取复合地基等强化措施。张良[33]通过离心模型试验,研究了无措施、打入桩、抗滑桩等三种工况下桩间土截面斜坡软弱层内的位移场规律,未获得路堤堤身的位移场、桩身的内力分布及潜在滑动面性态(包括滑动面形状、稳定安全系数等);蒋鑫[1]等通过数值模拟研究了抗滑桩加固斜坡软弱地基路堤后斜坡软弱层的位移场及桩身内力、变形等;尤昌龙等[34,25]结合碎石桩加固内昆铁路高原斜坡软土地基的工程实践,提出了“强基固本、治软抗滑”的技术措施以确保斜坡路基稳定性;刘金龙等[27]进行了抗滑桩加固倾斜软弱地基路堤的平面应变有限元分析,但未给出抗滑桩桩身内力分布;罗强等[10]开展了水泥土搅拌法加固斜坡软弱土地基的离心模型试验研究,提出了不等间距的布桩模式,以有效调整桩土压力的分布。

以上的研究均仅单一地研究碎石桩或抗滑桩加固斜坡软弱地基路堤的机理,未涉及碎石桩与抗滑桩的联合加固,有可能碎石桩形成复合地基后再实施抗滑桩与天然地基直接实施抗滑桩两者的工作机理有所差异。针对地基处理、挡护结构相互结合的工程对策已运用于工程实践[34,25],该方面理论研究远滞后于工程实践的现状,本节在文献[1]的基础上,运用三维快速拉格朗日有限差分法软件FLAC3D,模拟碎石桩与抗滑桩实施、路堤水平分层分步建造的动态施工力学行为,建立碎石桩与抗滑桩联合加固斜坡软弱地基路堤的数值分析模型,获得土体的变形、抗滑桩的内力与变位,并引入正交试验设计方法,讨论碎石桩加固导致斜坡软弱层土体重度、黏聚力和内摩擦角等因素变化对抗滑桩桩身最大弯矩的影响权重,借此研究碎石桩与抗滑桩联合加固斜坡软弱地基路堤的工作机理。