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本文以三峡库区典型滑坡二里半滑坡为例,研究不同抗滑桩截面尺寸、嵌固长度在三峡水位变化过程中的抗滑效果。并用ansys建立不同的数值模型,利用不同的截面尺寸、嵌固长度和三峡水位建立不同的工况(145m水位、175m水位和175降145m水位),进行分析,总结规律,获取最优化的方案。分析结果表明:
1.二里半滑坡在天然状况下,当库区水位145m时,趋于相对稳定的状态,当水位上升到175m时,滑坡开始产生变形,塑性变形出现在滑带靠前沿位置,当库区水位从175m降到145m时,滑坡处于最危险状态,产生的变形较大。
2.设桩后,滑坡的整体稳定性加强,滑体的位移和塑性范围都明显减小,塑性应变减小了5倍以上,特别是设桩位置,桩后滑体出现塑性应变,应变值较小。
3.水位变化对桩加固效果的影响比较大,随着水位从145m上升到175m,抗滑桩的整体加固效果减弱,桩后滑体位移较设桩前降低到0.0074m左右,在设桩位明显降低,大约降低35%-40%,特别是在水位从175m降145m时尤为明显。
4.锚固段长度一定时,随着桩截面高度的增大,滑带、桩前和桩后的塑性应变都相应减小,滑坡的整体加固效果增强;桩截面一定时,随着锚固段长度的变化,加固效果影响不大。
5.抗滑桩间距与锚固段长度一定的情况下,单桩总费用与截面尺寸之间的关系曲线近似为二次曲线关系,必然存在一个最小的截面高度,使单桩总费用达到最小。而单桩总费用随着锚固段长度的增大而增大。
6.最优截面宽度满足构造要求,和能达到滑坡加固效果,则选取该截面作为设计截面;否则选取构造宽度并满足滑坡治理的条件下,使工程造价最小的高度作为设计截面高度;抗滑桩间距与桩截面尺寸一定的情况下,当锚固长度增大时,加固效果变化不大,考虑经济合理的因素,在工程治理中,锚固段长度在满足锚固力和规范要求的情况下尽量取最小值。
7.结合二里半滑坡实例和分析所得规律,二里半滑坡最优化截面尺寸为2.5m×3.0m,锚固段长度为6m。