馮劍敏

摘 要：滑坡是一種常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害，抗滑樁作為一種有效的防止方法，已經(jīng)被廣為使用。在大型滑坡的治理中，由于樁間距和滑坡體寬度的限制，單排抗滑樁常常無(wú)法滿足抗滑力的要求，所以有些滑坡治理工程中就采用了有頂梁的雙排抗滑樁，也就是門(mén)式抗滑樁。為了更好地發(fā)揮抗滑樁的抗滑效果，常常在樁頂設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨。為明確錨拉結(jié)構(gòu)的受力性狀，利用abaqus有限元分析軟件，分析有錨拉的門(mén)式抗滑樁進(jìn)行對(duì)比分析，以確定錨拉結(jié)構(gòu)對(duì)于門(mén)式抗滑樁的影響。

關(guān)鍵詞：錨桿 抗滑樁 ABAQUS

中圖分類號(hào)：TU47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）02（a）-0067-01

滑坡常常給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人民生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失、有的甚至是毀滅性的災(zāi)難。國(guó)內(nèi)外對(duì)于滑坡防治取得了很大的進(jìn)步，尤其是抗滑樁方面發(fā)展迅速，取得了良好的效果。單排抗滑樁樁，懸臂式抗滑樁，門(mén)式結(jié)構(gòu)抗滑樁，錨拉式抗滑樁等新型結(jié)構(gòu)都已經(jīng)在各種工程中得到了應(yīng)用，但是對(duì)于抗滑樁的理論研究還是很少，特別是錨拉門(mén)式抗滑樁結(jié)構(gòu)復(fù)雜，計(jì)算困難，還鮮有人問(wèn)津。康紅普等對(duì)預(yù)應(yīng)力錨桿的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析[1]，李尋昌等通過(guò)建立物理模型對(duì)有錨抗滑樁進(jìn)行了分析[2]，吳立堅(jiān)等對(duì)微型樁錨支護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行了有限元分析[3]，該文將通過(guò)abaqus有限元模擬的方法，分析有錨拉的門(mén)式抗滑樁土體與樁體的各項(xiàng)參數(shù)，以此來(lái)探討錨拉結(jié)構(gòu)對(duì)于門(mén)式抗滑樁的受力影響。為實(shí)際工程應(yīng)用起到借鑒作用。

加錨門(mén)式抗滑樁是種特殊的支護(hù)結(jié)構(gòu)，它是由兩排平行的鋼筋混凝土樁加以樁頂?shù)墓诹盒纬傻目臻g門(mén)架式結(jié)構(gòu)體系[4]，為了更好地發(fā)揮抗滑樁的抗滑效果，還在樁頂處設(shè)置了預(yù)應(yīng)力錨。這種結(jié)構(gòu)具有較大的側(cè)向剛度，可以有效地限制邊坡結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形，與單排懸臂結(jié)構(gòu)、內(nèi)撐式結(jié)構(gòu)相比，其具有施工方便，不用設(shè)置內(nèi)支撐，擋土結(jié)構(gòu)受力條件好等優(yōu)點(diǎn)。下面，該文就采用abaqus有限元分析軟件，在其他各項(xiàng)參數(shù)相同的情況下，對(duì)有無(wú)錨拉的門(mén)式抗滑樁進(jìn)行對(duì)比分析，為錨拉門(mén)式抗滑樁的實(shí)際工程進(jìn)行參考。

1 三維數(shù)值模擬分析

研究目的：通過(guò)abaqus有限元分析軟件建立有錨門(mén)式抗滑樁三維模型，進(jìn)行數(shù)值分析。

1.1 模型尺寸

該文采用常見(jiàn)的分層邊坡分析，上層滑體，下層滑床。邊坡長(zhǎng)度40m，高度20m，上層滑體12m，下層滑坡8m，坡腳高10m，坡度為45°。樁為長(zhǎng)寬各一米的方樁，前后排樁間距離為3m，相鄰門(mén)式結(jié)構(gòu)間距離為3m。錨與樁均插入下層滑床中。其二維結(jié)構(gòu)剖面圖如圖1所示。

1.2 模型參數(shù)

門(mén)式結(jié)構(gòu)抗滑樁密度2.6g/cm2，彈性模量30 000MPa，泊松比0.2，樁底，錨桿底部與土體均設(shè)置為tie接觸，側(cè)面設(shè)置摩擦接觸，摩擦系數(shù)為0.6。土體分為兩層，上層土為滑體，密度2.2g/cm2，彈性模量20 000MPa，泊松比0.25。下層土為滑床，密度2.5g/cm2彈性模量12 000MPa，泊松比0.25。施加重力荷載與邊界參數(shù)后輸出結(jié)果。

2 結(jié)果分析

土拱是土體抵抗滑坡推力的表現(xiàn)，由于大主應(yīng)力軌跡線就是土拱的形狀，我們可以通過(guò)簡(jiǎn)單大主應(yīng)力剖面云圖對(duì)比得出結(jié)論。該文通過(guò)提取土體10m處大主應(yīng)力剖面圖（圖2），可以發(fā)現(xiàn)在土體中出現(xiàn)了前排樁處，后排樁處，錨桿處三組明顯土拱拋物線。土體應(yīng)力在這些地方出現(xiàn)了明顯的突變。這說(shuō)明此時(shí)有錨門(mén)式結(jié)構(gòu)承擔(dān)了更多的滑坡力，土體的穩(wěn)定性更好。所以從土拱現(xiàn)象角度看，有錨門(mén)式結(jié)構(gòu)抵抗破壞的能力更強(qiáng)，土體整體的穩(wěn)定性更好。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)結(jié)果的分析可以看到錨桿后方與抗滑樁后方形成了相似的土拱，這就對(duì)應(yīng)著相似的應(yīng)力突變，所以在整個(gè)體系中充當(dāng)著與抗滑樁相似的作用，由于錨桿的位置在整個(gè)土體的后方，所以，在穩(wěn)定后方土體方面，錨桿起著抗滑樁無(wú)法起到的作用。通過(guò)對(duì)錨桿與抗滑樁的共同使用，也就是帶錨門(mén)式抗滑樁可以在有限的布置空間內(nèi)更好地治理滑坡。

參考文獻(xiàn)

[1] 康紅普，姜鐵明，高富強(qiáng).預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)參數(shù)的設(shè)計(jì)[J].煤炭學(xué)報(bào)，2008，33（7）：721-726.

[2] 李尋昌，門(mén)玉朋，張濤，等.錨桿抗滑樁破壞模式的試驗(yàn)研究[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2011，33（5）：803-807.

[3] 吳立堅(jiān)，譚冬生，洪政.微型樁_錨索系統(tǒng)加固邊坡影響因素分析[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2014，31（6）：24-29.

[4] 李立軍.雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的數(shù)值分析與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究[D].太原：太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2013.