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摘要：抗滑桩对公路边坡的稳定性起到一定的作用，但是如何来布置抗滑桩，以使其作用发挥最大，一直是公路边坡稳定性设计人员关注的重点问题，而本文正是对此进行研究。本文从两个方面，来研究抗滑桩不同布置位置对边坡稳定性，一是安全系数分析；二是桩身内力以及位移的分析，为了保证分析效果，本文以某高铁区间段为例，尽管这一研究实验具有典型性，但是因为我国的公路边坡具有普遍性的特点，因此该研究依然具有参考价值，希望对相关人士有所帮助。
关键词：抗滑桩 布置位置 边坡 稳定性 分析
提高边坡稳定性的措施有很多，抗滑桩就是其中之一，但是抗滑桩也具有其局限性，为了能够使其达到最佳的效果，通常在使用之前都会对其进行研究分析，之后依据当地的边坡情况来选择相应的方案，本文主要从布置位置的角度来探讨其对边坡稳定性的作用，其具体的研究结果，笔者将在下文进行阐释。
一、某型概况
为了能够深入的了解上述问题，笔者采用了我国某高铁的一个区间段，其具体的横断面设计图的实际布桩位置( 即滑坡布置了三排抗滑桩，同时在滑坡前缘"中部和滑坡后缘) ，在与布桩相同的位置上分别施加抗滑桩于滑坡前缘、中部和后缘，分析研究不同布桩位置对边坡稳定性的影响，模型如图 1所示.
图1某高铁区间段实际布桩位置图
二、安全系数分析
利用强度折减的方法，来对上述第一、第二以及第三排抗滑桩进行分析，以此来计算出相应的安全系数。经过大量的分析计算，可知如果计算过程中，直接观测其边坡塑性可以明显的发现，抗滑桩前与后都贯通，与此同时抗滑桩后边坡土体形成了固有的模式，即绕桩滑动，这种模式经常被称之为绕流失稳。经过大量的计算，第一、第二以及第三排的抗滑桩的安全系数相比较而言，第二排的抗滑桩安全系数比较高，而第三排的抗滑桩安全系数则比较低，从中可以发现，如果利用抗滑桩的方法来提高边坡的稳定系数，应该将其设置在中间位置效果最佳。该研究实验结果具有普遍性，可以推广使用。
三、桩身内力、位移分析
通过上述的安全系数分析我们可知，抗滑桩不同布置位置对边坡的稳定性的确有一定的影响，但是单纯的分析安全系数并不足以说明问题，以此还需要对其桩身内力以及位移进行详细的分析，因为这两个要素，对边坡的稳定性也非常大的影响。经过研究分析发现，如果将抗滑桩设置在边坡中部的位置上，桩身所承受的弯矩最大，此外，其承受的剪力也超过了边坡的前部与后部的位置。如图2、3。三者相比较而言，将抗滑桩布置在边坡前方，其所受到的无论是剪力，还是弯矩都最小。上述讨论是桩身的内力问题，接下来来讨论桩身的位移问题，从大量的研究发现，如果将抗滑桩设置在边坡的前部，桩顶会产生大量的位移，其位移数据达到了2.5cm，而三者相比较而言，将抗滑桩布置在边坡后部，其产生的位移最小，只有1.4cm，而如果将抗滑桩布置在中部的位置上，其产生的位移是1.8cm。
根据上述研究大量数据，可以总结出当抗滑桩布置在不同的位置上时，的确对边坡稳定性产生一定的影响，综上上述数据分析，将抗滑桩布置在边坡中部位置时，边坡的稳定性系数相对来说最大，，但桩身长度最长，桩身剪力和桩身弯矩也最大，这种布桩位置虽然有效，但工程造价较大，不太经济，因此不是理想的布桩位置; 抗滑桩布置于滑坡前缘和后缘时，安全系数较小，桩身剪力和弯矩也相对较小，但通过塑性区变形可以发现，桩后土体有绕桩身滑动的趋势，这种情况下可能发生桩后土体绕过桩顶滑出#同理，抗滑桩布置在滑坡后缘，抗滑桩只起到了抵抗桩后土体的滑动的作用，但抗滑桩前面大部分土体由于没有受到加固，可能产生桩前土体破坏。因此，合理的桩位布置要根据工程实际情况来决定，可以对不同桩位进行反复验算，选择一个既安全可靠又经济合理的抗滑桩布置位置。
图3 桩身弯矩分布图
四、结论
综上所述，可知对抗滑桩不同布置位置对边坡稳定性进行分析非常必要，这能够指导公路边坡设计人员与施工人员更高的利用抗滑桩，经过大量的可以总结出以下几点：
首先，以该区间段的高铁边坡为例，在没有任何的干扰状态下，其边坡的安全系数仅仅为1。03，其边坡十分不稳定，安全隐患非常大，如果遇到暴雨等天气或者车辆荷载过大，都有可能出现滑坡等危险情况，因此必须采取相应的措施进行加固。
其次，抗滑桩在桩间距不断增大的情况下，边坡安全系数逐渐减小，且在桩间距很小的时候，安全系数降低的幅度相对较大，随着桩间距的增大，安全系数减小的幅度慢慢变小。其次，通过进一步分析得出最合理桩间距为5.75m，验证了原设计方案比较合理。
再次，抗滑桩后的土压力比常规分析中所假设的土压力要复杂的多，随着桩间距的增大，桩后土压力也随着增大，这是因为桩间距小的时候，土拱效应明显，部分剩余下滑力被土拱所抵消，于是传递到抗滑桩上的土压力就小了。
第四，抗滑桩桩身内力随着桩间距的增大而增大，同样桩身位移也随着桩间距的增加而增大，如果按工程实际布桩间距6m 计算，桩顶位移达到1.3cm。
第五，不同布桩位置影响滑坡的稳定安全系数，抗滑桩位于滑坡中部时，滑坡安全系数最大，但桩身长度最长，桩身剪力和桩身弯矩也最大，这种布桩位置虽然有效，但工程造价较大，不太经济，因此不是理想的布桩位置; 抗滑桩布置于滑坡前缘和后缘时，安全系数较小，桩身剪力和弯矩也相对较小，但通过塑性区变形可以发现，桩后土体有绕桩身滑动的趋势，这种情况下可能发生桩后土体绕过桩顶滑出和桩前土体滑落。
参考文献
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论文作者:曲博
论文发表刊物:《防护工程》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/29
标签：安全系数论文; 位置论文; 位移论文; 弯矩论文; 稳定性论文; 滑坡论文; 间距论文; 《防护工程》2017年第27期论文;