双排抗滑桩与桩排间岩土体相互作用机理研究

双排抗滑桩是治理大型滑坡的有效措施之一，在工程中已大量应用，但是目前对其研究还较少，更没有对桩排间岩土体的专门研究，尚缺乏对滑坡推力在双排抗滑桩与桩排间岩土体之间的传递机理的充分认识。本课题通过数值计算、理论分析、现场监测和室内模型试验，对双排抗滑桩与桩排间岩土体相互作用进行研究。研究内容主要包括：1、桩排间岩土体的应力分布特征；2、桩排间岩土体力学特性对传递滑坡推力的影响；3、桩排间岩土体厚度（净排距）对传递滑坡推力的影响；4、双排抗滑桩截面尺寸、桩间距和桩长等设计参数对传递滑坡推力的影响。通过本项目研究，探索滑坡推力在双排抗滑桩上的分配规律，提出桩排间岩土体对双排抗滑桩作用力的计算方法，为双排抗滑桩的设计计算提供理论依据。

本项目在广泛查阅文献和现场调研的基础上，通过数值模拟、理论分析和物理模型试验等方法，对桩后、双排桩桩排间土拱效应以及门架式双排桩的计算方法进行了研究，并研究了岩土体的性质和桩间距等参数对土拱效应的影响，提出了一种双排长短组合抗滑桩。.本项目的主要结论是：.（1）根据土拱理论和极限平衡理论，提出了悬臂式双排抗滑桩滑坡推力的分配计算方法。悬臂式双排抗滑桩中，后排桩分配到的滑坡推力约为前排桩的2倍。.（2）荷载增大到一定程度，土拱在拱脚部位出现塑性变形，当塑性变形到达一定程度，在拱脚处出现塑性剪压破坏。土拱拱圈破坏时是由前而后的分层破坏，当土拱拱圈逐层破坏时，土拱的拱脚面积越来越小，拱脚处应力愈加集中，最终导致土拱拱圈失去承载力，全部垮塌。.（3）桩间距与桩宽之比k对土拱效应的影响非常明显，k越小土拱效应越明显，当k达到一定值以后，土拱效应将消失。因此，建议桩间距取2～3倍的桩宽。.（4）桩排间土拱效应和桩后土拱效应的发展规律基本一致，但是由于后排桩的挡土和阻滑作用，桩排间土体的塑性应变远小于桩后土体的塑性应变。桩排距对桩排间土拱效应的影响非常明显。当桩排距增大时，后排桩承担了滑坡推力也不断增加；当桩排距超过4倍的桩截面高度时，桩排间土拱效应将消失。因此，建议桩排距取2倍的桩截面高度。.（5）利用现有的计算模型，将桩排间岩土体视为弹塑性材料，用弹簧单元和塑性杆单元串联来进行模拟，提出了一种门架式双排抗滑桩的弹塑性计算模型。运用结构力学以及桩顶的监测位移，计算出桩排间岩土体的应力分布，得到每层土体的应力值。.（6）提出了一种双排长短组合抗滑桩，即前排桩采用全长式抗滑桩，后排桩采用沉埋式抗滑桩。当后排桩的沉埋深度合适时，前后排桩桩身内力与变形较接近，前后排桩均能充分发挥各自的抗滑作用。双排长短组合桩与双排桩合并而成的单排桩、悬臂式双排桩和门架式双排抗滑桩相比，双排长短组合桩桩身内力分布更加合理，降低了配筋设计的难度与配筋量，减小了桩长，大大降低了工程造价。因此，在双排抗滑桩选型时可以考虑采用双排长短组合桩。