考慮到現(xiàn)有極限平衡方法無(wú)法揭示非線(xiàn)性強(qiáng)度準(zhǔn)則下抗滑樁加固邊坡的作用機(jī)理,應(yīng)用土壓力理論簡(jiǎn)化抗滑樁與邊坡滑體的力學(xué)計(jì)算模型,并根據(jù)力學(xué)平衡條件推導(dǎo)出抗滑樁樁側(cè)有效壓力。然后,基于瑞典法所得滑面應(yīng)力計(jì)算式,由邊坡安全系數(shù)定義建立非線(xiàn)性強(qiáng)度準(zhǔn)則下抗滑樁加固邊坡穩(wěn)定性極限平衡解決方案。最后,通過(guò)工程實(shí)踐驗(yàn)證本文解決方案的有效性。研究結(jié)果表明:巖土體非線(xiàn)性參數(shù)對(duì)邊坡穩(wěn)定性有著顯著影響,且考慮巖土體非線(xiàn)性時(shí)需增加抗滑樁樁長(zhǎng)才可確定邊坡滿(mǎn)足穩(wěn)定性要求;抗滑樁布置于臨近坡腳點(diǎn)位置有利于提高邊坡穩(wěn)定性,但應(yīng)防止位于抗滑樁上方的邊坡滑動(dòng)體出現(xiàn)局部破壞。工程實(shí)例結(jié)果表明本文解決方案可有效應(yīng)用于邊坡抗滑樁加固設(shè)計(jì)。 

【文章來(lái)源】：中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,51(10)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

邊坡抗滑樁加固計(jì)算模式Fig.1Calculationmodeofreinforcementforslopereinforcedbyanti-slidepile

而，當(dāng)剪切強(qiáng)度準(zhǔn)則為非線(xiàn)性方程或超越方程(即非線(xiàn)性MC強(qiáng)度準(zhǔn)則)時(shí)，則難以建立邊坡安全系數(shù)的解析解。相較于傳統(tǒng)極限平衡嚴(yán)格法，極限平衡瑞典法作為一種簡(jiǎn)化方法，其忽略了條塊間的條間作用力增量而推導(dǎo)出邊坡安全系數(shù)的計(jì)算公式，故所得結(jié)果較為保守。與此同時(shí)，由于瑞典法忽略了條塊間的條間作用力增量，因此，其可獲得滑面應(yīng)力的顯式計(jì)算公式，并可結(jié)合非線(xiàn)性強(qiáng)度準(zhǔn)則來(lái)建立邊坡安全系數(shù)的解析解。為此，基于瑞典法的力學(xué)分析模型，建立非線(xiàn)性強(qiáng)度準(zhǔn)則下抗滑樁加固邊坡穩(wěn)定性極限平衡解。如圖2所示，當(dāng)豎直微條分abcd上不考慮條間作用力增量時(shí)，采用瑞典法，由力學(xué)平衡條件可推導(dǎo)得滑動(dòng)底面正應(yīng)力(σ)和剪應(yīng)力(τ)的計(jì)算公式為：σ=[(1-kV)w+qy]cos2α+(Pjdx+qx-kHw)sinαcosα(7)τ=[(1-kV)w+qy]sinαcosα-(Pjdx+qx-kHw)cos2α(8)假設(shè)邊坡滑動(dòng)為剪切破壞，并服從一般非線(xiàn)性MC強(qiáng)度準(zhǔn)則[2123]，則可知巖土體的剪切強(qiáng)度τf為τf=c0(1+σ-uσt)1/m(9)式中：c0為初始黏聚力且c0≥0，σt為單軸抗拉強(qiáng)度，且σt≥0；參數(shù)m(m≥1)反映土體剪切強(qiáng)度與土體所受正應(yīng)力之間的關(guān)系，當(dāng)m=1時(shí)，土體剪切強(qiáng)度與土體所受正應(yīng)力的關(guān)系為線(xiàn)性關(guān)系(即線(xiàn)性MC強(qiáng)度準(zhǔn)則)，而當(dāng)m>1時(shí)，土體剪切強(qiáng)度與土體所受正應(yīng)力的關(guān)系為曲線(xiàn)關(guān)系(即非線(xiàn)性MC強(qiáng)度準(zhǔn)則)，且隨著土體所受正應(yīng)力的增大，土體剪切強(qiáng)度曲線(xiàn)趨緩。將式(9)繪成曲線(xiàn)，如圖3所示。將式(9)轉(zhuǎn)換?

切強(qiáng)度τf為τf=c0(1+σ-uσt)1/m(9)式中：c0為初始黏聚力且c0≥0，σt為單軸抗拉強(qiáng)度，且σt≥0；參數(shù)m(m≥1)反映土體剪切強(qiáng)度與土體所受正應(yīng)力之間的關(guān)系，當(dāng)m=1時(shí)，土體剪切強(qiáng)度與土體所受正應(yīng)力的關(guān)系為線(xiàn)性關(guān)系(即線(xiàn)性MC強(qiáng)度準(zhǔn)則)，而當(dāng)m>1時(shí)，土體剪切強(qiáng)度與土體所受正應(yīng)力的關(guān)系為曲線(xiàn)關(guān)系(即非線(xiàn)性MC強(qiáng)度準(zhǔn)則)，且隨著土體所受正應(yīng)力的增大，土體剪切強(qiáng)度曲線(xiàn)趨緩。將式(9)繪成曲線(xiàn)，如圖3所示。將式(9)轉(zhuǎn)換為與線(xiàn)性MC強(qiáng)度準(zhǔn)則一致的表達(dá)式，可得τf=ci+(σ-u)tanφi(10)式中：ci和φi分別為巖土體的瞬時(shí)黏聚力和內(nèi)摩擦角。在式(10)中，ci和φi的計(jì)算式分別為：ci=c0(1+σ-uσt)1-mm[1+(m-1)(σ-u)mσt](11)tanφi=c0mσt(1+σ-uσt)1-mm(12)圖2抗滑樁加固邊坡穩(wěn)定性極限平衡計(jì)算模式Fig.2Calculationmodeoflimitequilibriumanalysisonstabilityofslopereinforcedbyanti-slidpiles圖3非線(xiàn)性MC強(qiáng)度準(zhǔn)則示意圖Fig.3DiagramofnonlinearMCstrengthcriterion2953

【參考文獻(xiàn)】：
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