[发明专利]崩塌滑坡拦挡消能桩阵设计方法

说明书

本发明公开一种崩塌滑坡拦挡消能桩阵及其设计方法。崩塌滑坡拦挡消能桩阵布置在崩塌滑坡滚石运动路径坡面上，包括错列排布的消能桩单体，消能桩单体的锚固段埋置在地基面下，自由段出露地基面上。消能桩阵布置面积根据崩塌滑坡滚石撞击范围确定，单体自由段高度取值崩塌滑坡滚石撞击点最大高度。本发明同时提供该消能桩阵的设计方法，首先调查确定滚石及其运动特征、工程情况与施工条件，再通过解析地基土体弹塑性变形过程不同阶段的受力变形，建立内力控制方程，依能量转换原理计算消能桩单体最大消能，最后确定消能桩阵的消能桩单体数量。本发明还提供该设计方法的应用。本发明产品结构简洁，设计方法科学简便，特别适用于工程领域的需要。

技术领域

本发明涉及一种崩塌滑坡灾害防治措施，特别是涉及一种崩塌滑坡拦挡消能桩阵，及其设计方法，属于山地灾害防治技术领域。

背景技术

崩塌滑坡灾害因其具有高频、高速、强冲击、分布范围广的特点，是山区地质灾害中危害巨大的一种。崩塌滑坡位于坡面上，以及坡脚下的交通工程和房屋建筑等的威胁尤其大。在部分山区，频发的崩塌滑坡严重的阻碍了山区经济社会的发展和人们生命财产的安全。

现有技术中，防治崩塌滑坡灾害的方式主要分为主动加固和被动防护两种。主动加固的思想是对危险岩体加固，主要利用包括锚杆、坡面固网、锚喷以及抗滑桩等在内的构筑材料，将加固结构直接设置于危险岩土体之上，使防护结构与边坡岩土体结为一体，达到稳固的效果。被动防护是在坡面或坡脚位置设置拦挡结构阻截减缓崩塌滚石或滑坡碎屑体运动，对拦挡结构后的道路、建筑等设施加以保护。常用的防护构筑体包括截石沟、被动防护网、挡石墙等。

公布号为CN 103669338 A，名称为一种抗震性能优越的新型抗滑桩结构及其实施方法的中国发明专利申请公开了一种抗滑桩结构。该结构为刚-柔结合的有机整体，钢筋混凝土抗滑桩桩体属于刚性结构，用于抵抗滑坡推力。其消能减震功效产生自桩结构中的EPS填筑层，本质是利用EPS材料吸收地震波能量并减小地震时产生的惯性力。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种布置在崩塌滑坡滚石运动路径坡面上的消能构筑体及其设计方法。

为实现上述目的，本发明首先提供一种崩塌滑坡拦挡消能桩阵，其技术方案如下：

崩塌滑坡拦挡消能桩阵，其特征在于：所述崩塌滑坡拦挡消能桩阵布置在崩塌滑坡滚石运动路径坡面上，包括错列排布的消能桩单体，所述消能桩单体的锚固段埋置在地基面下，消能桩单体的自由段出露地基面上，所述消能桩单体是钢管桩。

进一步地，崩塌滑坡拦挡消能桩阵布置面积根据崩塌滑坡滚石撞击范围确定，消能桩单体的自由段出露地基面高度取值崩塌滑坡滚石撞击点最大高度。

本发明进一步提供上述崩塌滑坡拦挡消能桩阵的设计方法，其技术方案如下：

上述崩塌滑坡拦挡消能桩阵的设计方法，其特征在于：崩塌滑坡拦挡消能桩阵的设计参数依如下步骤确定：

步骤S1、前期工作

崩塌滑坡处现场调查，确定滚石运动路径、运动速率、滚石密度ρ、滚石直径范围、滚石撞击点高度范围，根据调查数据依规则匡算滚石最大冲击能量E、选定崩塌滑坡拦挡消能桩阵布置区域；

根据工程情况与施工条件，确定作为消能桩单体的钢管桩及其基本参数，包括外径d₀、内径d₁、钢材弹性模量E_s、最大容许挠度[u]、最大容许倾角[θ]；获取布置区域地基土体基本参数，包括反力系数K、屈服位移u^*；确定混凝土施工参数，包括钢管桩钻孔直径D、水泥砂浆配比、注浆压力；

步骤S2、确定消能桩单体设计参数

步骤S21、确定消能桩单体自由段高度h

消能桩单体的自由段高度h取值滚石撞击点最大高度；