某抗滑桩设计验算

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1、某抗滑桩设计验算案例说明本章以实际边坡工程为例，详细介绍和讲解GEO52016中新增的「抗滑桩设计」模块的具体功能和使用方法。「抗滑桩设计」模块（以下简称「抗滑桩」模块）的开发参考了相关中国规范、工程手册和设计经验，并得到了很多中国工程师的建议和指导。工程概况本工程案例为某铁路路堑边坡支护工程，铁路路线恰好穿过边坡坡脚。施工前边坡已经发生过一次滑动破坏，滑动面比较明确，为了防止二次滑动给路基产生的毁灭性破坏，需要对边坡进行支护处理。设计采用的支护方式为：先在滑坡中部添加一排抗滑桩，接着在滑坡中下部设置片石重

2、力式挡墙，最后再进行路堑开挖并设挡土墙。为安全起见，这里将路堑开挖完成以后的边坡剖面作为计算剖面，即假设先挖路堑再进行边坡支护，而实际的施工顺序应为先进行边坡支护再进行路堑开挖。图28.1为滑坡初始计算剖面。图1边坡初始计算剖面滑坡推力与滑体抗力计算抗滑桩桩后滑坡推力与桩前滑体抗力需要在GEO5「土质边坡稳定分析」模块（以下简称「土坡」模块）中进行计算。首先打开「土坡」模块，设计之初，我们已经在CAD软件中绘制了边坡的剖面模型，所以在这里直接导入边坡剖面模型即可。点击【文件】【导入】【将DXF文件以多段

3、线导入】，在弹出的窗口中选择打开边坡剖面DXF文件，接着在设置窗口左侧的图层列表中勾选需要导入的地层线（注意：项目单位的选择，这里选择为“m”，偏移选择“自动定位到原点”。）图2模型导入设置边坡剖面成功导入以后，在【分析设置】中确认选择的是「中国-铁路行业」，采用默认的设计安全系数1.35，即滑坡推力和滑体抗力也采用该安全系数计算。接着在竖向模式菜单栏中点击【岩土材料】，在岩土材料界面中添加边坡岩土体材料。表1为岩土材料参数列表。表1岩土材料参数重度内摩擦角黏聚力岩土材料图例γ(kN/m3)φef(°)ce

4、f(kPa)砂粘土夹碎石191610泥质粉砂岩22361000片石垛214480图3添加岩土材料岩土材料添加完成以后，在【指定材料】界面中点击岩土材料图例，并将其指定给各自对应的地层分区。软件提供了三种指定岩土材料的方法，另外两种方法分别为：在地层分区上单击鼠标右键，在弹出的右键菜单中选择相应的地层材料；或在分区列表中，在材料下拉菜单中为每个分区选择相应的地层材料。图4添加岩土材料图5计算边坡的三维视图接着，在【分析】界面中计算未支护条件下边坡的安全系数。因为边坡滑面已经确定，所以我们在这里直接计算给定滑面

5、的安全系数。点击【文件】【导入】【将DXF文件以模板导入】，在弹出的窗口中选择打开边坡剖面DXF文件，接着在设置窗口左侧的图层列表中勾选滑面所在图层，其它参数选择参照前面的设置，点击确定即可将DXF滑面线作为模板导入到软件之中。接着将滑动面选择为「折线」，点击按钮，参照模板对滑动面进行输入，输入完成以后可以点击主工具栏中的按钮，将模板隐藏显示。图6输入折线滑动面接着在分析参数面板中将分析方法选择为「不平衡推力法(隐式)」，分析类型选择为「给定滑面」。设置完成以后点击「开始分析」按钮，软件快速计算出指定滑

6、面的安全系数为1.30。图7不平衡推力法（隐式）计算结果注：这里软件提醒「滑面控制点处倾角变化大于10°，计算结果可能偏危险」，我们可以将分析方法选择为「摩根斯顿法」，以对不平衡推力法（隐式）的计算结果进行校验，摩根斯顿法的计算结果显示边坡的安全系数为1.27。可见不平衡推力法(隐式)的计算结果的确偏危险。图8摩根斯顿法计算结果点击添加工况[2]，在工况[2]中点击，在抗滑桩设置界面中为边坡添加一排抗滑桩。抗滑桩长11m，桩间距为6m，截面尺寸为2×2m、矩形。点击按钮，在弹出的参数窗口中参照图9进行参数设

7、置。图9抗滑桩参数设置图10抗滑桩的三维视图最后，在【分析】界面中计算设置抗滑桩以后指定滑面的安全系数。直接点击按钮，计算得到安全系数为1.42，滑坡整体安全系数提高了0.12。图11不平衡推力法（隐式）计算结果详细的计算结果为：桩后滑坡推力314.48kN/m桩前滑体抗力243.05kN/m滑面深度5.62m注：在2016年1月底的版本更新中，将实现「土坡」模块与「抗滑桩」模块之间的数据对接，「土坡」模块中的地层剖面、岩土材料、抗滑桩、推力和抗力计算结果等数据可直接导入到「抗滑桩」模块中进行计算。到这里，

8、「土坡」模块中的任务就完成了，接着便可以在「抗滑桩」模块中对桩身内力、变形和截面强度等进行验算分析。当然，如果有兴趣的话，也可以在工况[3]中对设置片石重力式挡墙后的滑面安全系数进行计算。其操作过程也非常简单，首先点击添加工况[3]，在【指定材料】界面中将片石材料指定给相应的挡墙分区。图12指定挡墙材料接着在分析界面中点击「开始分析」按钮，计算得到的滑面安全系数为1.84。由此不能得出挡墙支护效果优于抗滑桩的结论