地震作用下桩锚组合结构加固滑坡的动力响应分析.pdf

《地震作用下桩锚组合结构加固滑坡的动力响应分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2013年9月建材与装饰施工技术地震作用下桩锚组合结构加固滑坡的动力响应分析林跃敏（咸阳市建筑设计研究院陕西咸阳712000）摘要：以预应力锚索框架与锚索抗滑桩组合结构加固具体滑坡为例，应用FLAC3D有限差分软件，研究地震荷载作用下滑坡及加固物的动力响应规律。数值模拟结果表明，在地震作用下，滑坡会逐渐发生一定的永久位移；加固后，坡体临空面处地震波的“放大”作用得到一定程度的控制；预应力锚索自由段轴力随着动力持时呈现一直增大，并随动力峰值增大显著增大；抗滑桩桩身剪力在滑面上下都有增大趋势、桩身弯矩在滑面下锚固段显著增大，建议设计中对这些薄弱部位予以加强。关键词：

2、桩锚组合结构；地震作用；FLAC3D；滑坡中图分类号：TU435文献标识码：B文章编号：1673-0038（2013）25-0159-021滑坡概况滑坡区属峡谷山地地貌单元，滑坡揭露的地层主要为下古生界碧口群石英片岩夹变质砂岩（Pbk1）、第四系坡积碎石（Qdel）、Z124滑坡堆积块石、碎石土（Qdel）（见图1）。构成坡面岩层倾角约为460耀70毅，坡面倾角约为50毅。图2滑坡加固措施概图图1滑坡工程地质剖面图通过地质钻探、物探和论证，认为该滑坡为一个古滑坡。从纵剖面分析，第四系滑坡堆积层沿着砂质板岩、千枚岩夹变砂岩与堆积层的分界面产生滑移，滑带垂直深度约5

3、耀10m，属浅层基岩型滑坡。滑坡地貌不明显，但滑坡后壁明显，前缘陡峻，滑坡宽约150m，长80m，滑动方向为SW195毅。滑坡前缘岩体破碎，多倾倒、变形，结构松散，具有架空现象。图3静力计算网格各岩层材料均采用莫尔–库仑弹塑性计算模型。根据该滑坡滑坡区受104度南北构造带和地震带的影响，该地区地震活的工程地质勘察报告及工程经验，综合确定的各地层基本岩体动频繁，强度大，是著名震区之一。2008年汶川大地震过程中坡力学参数见表1。面岩体松动，有滚石滑落现象。表1各地层基本岩体力学参数滑坡体的加固方案（图2）为前缘布置MSZ4型C25钢筋混体积模量剪切模量地层岩性重度

4、（kN·m-3）粘聚力（MPa）内摩擦角（毅）凝土预应力锚索抗滑桩，桩截面为2.0m伊3.0m，桩长18m，桩间距（GPa）（GPa）千枚岩夹变砂岩1.600.1226.01.09436m，预应力锚索为6准S15.2mm锚索，锚固段长度8m，预应力为碎石土1.130.5820.00.0727400kN，锚固角为20毅；后缘设置两层框架锚索，每层两排，均为卵石1.410.8823.00.42296准S15.2mm锚索，深入下部稳定基岩，锚固段长度8m，预应力为由数值模拟结果可知，滑坡体天然状态下位移较大，最大位400kN，锚固角为20毅。移为0.31m，由浅至深位

5、移逐渐递减，滑带区位移为0.05耀0.1m。2计算模型的建立剪应变增量带有由下至上贯通的趋势，安全系数为1.06。可以判2.1静力计算与参数选取定，该滑坡体基本稳定。滑体揭露的地层主要为下古生界石英片岩夹变质砂岩按照图2的加固方案，通过计算，滑坡体的变形情况得到明（Pbk1）（group1），滑坡堆积块、碎石土（Qdel）（group2）及河床卵显改善，位移显著减小，最大为10-4m级，剪切应变增量区被截Z124石层（group3）。X方向50m，Y（竖向）方向240m，Z方向最高断，滑坡体的变形得到了较好的控制。196m，如图3。·159·施工技术建材与装饰2

6、013年9月2.2动力计算来说，锚索锚固段除头部外轴力变化较小。2.2.1动力计算模型3.4桩身剪力、弯矩动力响应分析以静力计算结果为依托，去掉模型底部原有的静力约束条（1）在动力时程1耀3s之间，滑面上下桩身剪力陡然增加，随件，改为静态（粘性）边界条件，模型周围采用自由场边界。着应力的减小桩身剪力增加缓慢。滑面以上剪力峰值位置下移，2.2.2地震波的调整与计算步骤滑面以下锚固段剪力增大明显。由于模型底部采用静态（粘性）边界，需输入应力时程。因此（2）在动力时程1耀3s之间，滑面以下桩身弯矩增大较快，最对加速度时程进行滤波处理（滤掉频率大于10Hz高频波）及基大

7、值出现在距桩顶10m左右。在3s后，变化缓慢，桩身弯矩的变线修正（使累积速度和累积位移近似为0），将加速度时程转化为化与动力时程变化趋势基本一致。速度时程。可以看出，在地震作用下，滑面上下附近桩所受抗力较大，为图4为调整后地震波的加速度时程。其中，地震波卓越频率受力薄弱部位。特别在多震地区，设计中应重点考虑。为2.5Hz。最大加速度为1.873m/s2，出现在1.9s时。4结论滑坡的地震响应数值模拟是滑坡体稳定性分析的重要内容。通过分析，取得如下认识：（1）在预应力锚索的作用下，控制了滑坡岩体向临空面的位移并将坡体向内压密，引起内部应力的重新分布，改善了岩体的自

8、稳能力，起到了加固滑坡的