微型桩与滑坡地震动力相互作用研究

Micropiles have been used in landslide reinforcement more and more recently. But study on the damage characteristics and anti-sliding effect of micropiles under earthquake is very weak. This project takes the microplies in landslide prevention as the research object and focuses on the dynamics interaction mechanism between micropiles and landslide under earthquake and aseismic design theory of micropiles. The main contents are dynamic interaction characteristics between micropiles and landslide, deformation and failure modes of micropiles under earthquake, seismic mechanism analysis of micropiles to soil landslide and debris landslide, and aseismic design theory and method of micropiles. The project takes physical model test, numerical simulation and theoretical analysis as the means. It can reveal seismic dynamics interaction mechanism between micropiles and soil landslide or debris landslide, clarify the deformation and failure modes of micropiles under earthquake and clear the seismic mechanism of micropile to landslide through shaking table test and numerical simulation. It can establish design theory of micropiles in soil and debris landslide reinforcement by theoretical analysis. This research results have both theoretical and practical significance for further improving the design calculation theory of micropile in landslide control engineering, promoting the rational application of micropile in earthquake area and advancing design reliability of micropiles。

近年来微型桩在滑坡防治工程中得到了越来越多的应用，但对它在地震作用下的破坏特征和抗滑效应的研究还很薄弱。本项目以滑坡防治工程中的微型桩为研究对象，重点研究地震作用时的微型桩与滑坡的动力相互作用机理以及微型桩的抗震设计理论。主要研究内容为：地震作用时微型桩与滑坡动力相互作用特征；地震作用时的微型桩变形及破坏模式；微型桩对土质滑坡和堆积层滑坡的抗震作用机理分析；微型桩的抗震设计理论与方法研究。项目以物理模型试验、数值模拟和理论分析为手段，通过振动台试验和数值模拟，揭示微型桩与土质滑坡、堆积层滑坡的地震动力相互作用特征，阐明地震作用时的微型桩变形破坏模式，明确微型桩对滑坡的抗震机理，通过理论分析，建立土质滑坡和堆积层滑坡防治的微型桩设计理论。项目研究成果对于进一步完善滑坡防治工程中的微型桩设计计算理论，促进微型桩在地震区的合理应用，提高其设计可靠性具有理论和实际意义。

微型桩是一种新型抗滑支挡结构，在滑坡防治工程中得到了越来越多的应用，但对其在地震作用下的破坏特征和抗滑设计的研究还很薄弱。本项目以滑坡防治工程中的微型桩为对象，重点研究地震作用下微型桩与滑坡动力相互作用机理以及微型桩的抗震设计理论。研究内容包括：地震作用时的微型桩与滑坡相互作用特征分析；微型桩对于滑坡的抗震作用机理分析；地震作用下的微型桩变形破坏模式研究；微型桩抗震设计理论与方法等。.项目主要成果为：. （1）设计并完成了微型桩与均质土滑坡、微型桩与堆积层滑坡相互作用大型振动台模型试验，分别输入汶川波、El Centro波、Kobe波、以及不同频率的正弦波，通过试验获取了大量数据，为微型桩与滑坡在地震作用下的动力响应分析提供了可靠的依据。.（2）通过对试验数据及数值模拟成果的系统分析，从微型桩与滑坡体的位移变形特征、加速度响应特征、土压力分布特征、桩身弯矩和剪力分布特征等方面，揭示了地震作用下的微型桩与均质土滑坡相互作用特征与机理、微型桩与堆积层滑坡相互作用特征与机理，对比分析了地震作用和静力作用下的相互作用特征差异。.（3）总结了地震作用时的微型桩变形破坏模式，认为无论是静力作用还是动力作用，微型桩的变形破坏模式均为弯曲与剪切组合破坏，对均质土滑坡，桩身破裂位置位于滑面上下约3倍桩径处；对堆积层滑坡，桩身破裂位置位于滑面位置和滑面以上桩的反弯点处。.（4）提出了微型桩的抗震设计理论与方法：主要有均质土滑坡和堆积层滑坡中的微型桩抗震配筋设计方法；基于有限差分方法的微型桩桩长优化设计模型和编程；微型桩合理桩径比取值；以及微型桩安全监测方案，并通过实例进行了分析验证。.项目研究成果为地震区微型桩设计计算提供了试验和理论依据，对于进一步完善滑坡防治工程中的微型桩设计计算理论，促进微型桩在地震区的合理应用，提高其设计可靠性和经济性具有重要的理论和实际意义。