广大铁路某边坡主被动组合结构加固设计方法研究

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上部坡面锚索+坡脚抗滑桩主被动组合结构在高陡边坡加固中应用非常广泛,特别是在坡体移位限制要求高且工程空间有限(如坡顶有建筑物,无法缓开挖)的条件下,更具应用优越性。该组合加固措施既可通过锚索主动加固、限制坡体位移,也可发挥抗滑桩被动加固、节约空间的优势。虽然该组合加固措施在工程实践中应用广泛,但其设计方法尚不成熟,实践中人为地将剩余下滑力在锚索和抗滑桩间进行粗略分配,不能充分发挥各自的优势,未能实现主被动加固措施之间的协调作用,导致工程浪费或设计失败。本文以广(通)大(理)铁路DK76+367-DK76+448段边坡为依托工程进行坡面锚索+坡脚抗滑桩主被动组合结构设计研究。(1)通过工程地质调查和室内岩土体力学参数试验,确定了边坡岩土体力学参数。在此基础上,采用传递系数法进行边坡稳定性分析计算,认为开挖后的边坡在自然条件下不稳定,需进行预加固;(2)对边坡剩余下滑力在预应力锚索和抗滑桩之间的分配方法进行研究,通过合理分配边坡剩余下滑力实现主被动加固措施之间受力的协调关系,达到锚索主动加固、限制边坡变形,抗滑桩被动加固、节约空间和减少边坡开挖量的目的;(3)对锚索锚固预应力在滑体条块中的分配方法进行研究,通过合理分配锚固预应力进行锚固边坡稳定性分析,将锚固边坡剩余下滑力作为抗滑桩设计载荷;(4)根据受力分配方法计算结果,按现行设计规范进行预应力锚索和抗滑桩结构设计,得出结构尺寸及其空间位置布置,在此基础上,判断组合加固措施设计是否合理,并最终确定所有设计参数;(5)采用FLAC3D有限元数值模拟软件对自然边坡、锚索单独锚固边坡和组合加固边坡的稳定性和加固效果进行数值模拟,对比计算各自的稳定性系数和加固效果,验证组合加固措施计算设计方法的合理性和有效性。研究成果直接应用于广大铁路沿线边坡加固设计,并为类似工程设计提供参考。
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