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如今山区城市土地资源越来越紧缺,由于山多地少、空间狭小、地质灾害严重发育,开挖滑坡等地质灾害体以满足城市发展用地的现象时有发生。当开挖滑坡等地质灾害体,尤其是滑坡滑床基岩被开挖以后,按照已有设计方法所设计的抗滑桩治理工程不一定能满足工程稳定的需要。因此有必要对桩前岩体大开挖下,悬臂桩与嵌固段岩体的相互作用机理进行研究。本文以湖南岳阳某滑坡为例,采用了理论分析、物理模拟试验和数值模拟法,研究了桩前嵌固段岩体的变形特征及破坏模式,揭示了桩前岩体大开挖条件下桩-岩间的相互作用机理,主要内容及成果如下:1、抗滑桩-嵌固段岩体间相互作用机理理论研究。对嵌固段岩体进行了破坏模式研究,得出了在岩体宽度较小时和岩体宽度较大时的理想破坏模式,推导了两种情况下的塑性区高度理论计算公式,分析了影响塑性区高度的主要因素。以实际滑坡为例,计算出两种情况下塑性区高度,并将其与数值模拟结果进行对比及差异分析。2、桩前岩体变形特征及破坏形式物理试验研究。开展不同桩前岩体宽度和不同岩体强度下变形破坏物理模拟试验,获得了岩体不同宽度下,岩体应变和位移随推力的变化规律,及相同推力下岩体应变和位移随宽度的变化规律。结果显示:1)岩体上各测点处的位移均随着岩体宽度增大而减少。岩体临空面侧向位移随滑坡推力的变化规律与岩体竖向隆起位移随推力的变化规律一致,值略有差异。岩体宽度较小时,位移随滑坡推力增大先呈抛物线增大,然后变缓,随后又快速增大。2)桩正前方岩体的应变值及应变增长速率均随滑坡推力增大而增大,桩间岩体起初随推力缓慢增大,当推力大小达到一定值后,其增大速率迅速增大,且超过了桩正前方岩体。桩正前方岩体及桩间岩体的应变值随着岩体宽度的增大有一定程度的减小3)随着岩体宽度的增大,岩体抵抗拉伸破坏的能力增强,岩体破坏模式由沿桩角斜向拉伸破坏逐渐转变为桩前方岩体隆起破坏,岩体的稳定性也在增强。在群桩作用下,岩体容易形成桩间的连通裂纹。3、桩前大开挖下悬臂桩-嵌固段岩体相互作用数值模拟研究。建立不同岩体宽度、高度、角度和嵌岩深度的桩岩相互作用数值模型,分析了不同的滑坡推力作用下不同数值模型中岩体应力、位移、桩顶位移的变化及特征,得到了不同岩体宽度和高度下,桩侧应力值随深度的变化曲线,桩侧应力分布形式的转化规律,将数值计算的分布形式和应力值和理论计算值进行了对比分析。结果显示:1)桩前岩体应力随岩体宽度先增大,达到最大值后不再随岩体宽度变化;随岩体高度的增加先变小,达到最小值后不再随高度变化。桩前岩体位移和位移变化速率都随岩体宽度增加而减小,随岩体高度及滑坡推力增大而增大。相同的滑坡推力下,岩体宽度变化比岩体高度变化对应力的影响更显著。且岩体宽度越宽,高度变化对岩体位移和桩顶位移的影响也越小。2)桩顶位移随桩前岩体位移呈抛物线增大,增大到一定值后曲线变缓。桩侧应力值随岩体宽度减小而减小,分布形式从三角形分布(岩体宽度较大)向抛物线形转(岩体宽度较小)变。3)桩前岩体前缘边坡坡角越大,桩前岩体位移和桩顶位移随岩体宽度的变化越剧烈。坡角变化对岩体位移及桩顶位移随宽度变化的规律影响较小,对位移值影响较大。随着坡角的增大,岩体宽度对抗滑桩抗滑效果的影响也随着加强。4)随着抗滑桩嵌岩深度的增大,桩前岩体应力、位移和桩顶位移其值随岩体宽度的变化有所减小,其规律变化不大,桩前岩体应力、位移和桩顶位移其值和变化规律都随岩体高度的变化较小。总的来说,随着嵌岩深度的加深,抗滑桩的抗滑效果越好。综上所述,本文揭示了桩前大开挖条件下桩岩相互作用机理,分析了不同条件下抗滑桩抗滑效果的影响因素,为实际嵌固段岩体大开挖工程抗滑桩设计提供了依据。