[发明专利]推移式滑坡预应力锚索刚性桩计算方法

说明书

本发明提出了一种推移式滑坡预应力锚索刚性桩计算方法，推移式滑坡预应力锚索刚性桩包括锚索桩、锚索和锚礅，锚索桩的桩顶设有锚索，锚索桩与锚索固定连接，锚索的一端固定在锚礅上，锚索的另一端固定在边坡的稳定岩土体中；其计算方法为：首先，将锚索桩与锚索视为一个整体；其次，根据滑坡的运动形式，计算设桩处推移式滑坡的桩前土抗力；最后，根据锚拉点处的位移变形协调，建立平衡方程；由平衡方程以及桩前土抗力计算出桩身转角、锚索实际拉力、锚固段桩侧弹性抗力以及桩身截面剪力、弯矩和位移。本发明考虑了预应力锚索刚性桩的桩锚变形协调，计算出锚索实际拉力、桩身转动点位置及桩身位移，计算结果更加符合实际，计算方法简单便捷。

技术领域

本发明涉及滑坡灾害防治技术领域的锚索抗滑桩桩内力计算方法，特别是指一种推移式滑坡预应力锚索刚性桩计算方法。

背景技术

预应力锚索抗滑桩因其施工简单、受力较抗滑桩更为合理、工程造价较低以及治理效果显著等优点，在滑坡治理中被广泛应用；但其设计计算理论还不成熟，远滞后于工程应用，尤其是预应力锚索刚性桩缺乏明确的计算方法。现有的预应力锚索刚性桩计算方法，其主要问题：1、锚索实际拉力按经验值取值，取值方法不够明确，与实际受力有出入；2、现有锚索桩弹性桩计算方法桩顶位移值偏大，尤其是大截面锚索桩桩顶位移计算与实际不相符；3、缺乏考虑变形协调预应力锚索刚性桩桩身剪力、弯矩计算公式；4、缺乏考虑锚索--桩变形协调桩身中性点位置计算公式；5、锚索抗滑桩计算未考虑滑坡运动状态，导致桩身内力计算值偏大，桩身设计成本增加，不够经济；6、计算过程繁琐，不够便捷。

发明内容

针对上述背景技术中存在的不足，本发明提出了一种推移式滑坡预应力锚索刚性桩计算方法，为计算在推移式滑坡作用下，预应力锚索刚性桩的桩身内力及位移；预测预应力锚索刚性桩的受力状态；检验预应力锚索刚性桩在滑坡推力作用下是否安全；为预应力锚索桩的结构设计提供依据。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种推移式滑坡预应力锚索刚性桩计算方法，推移式滑坡预应力锚索刚性桩包括锚索桩、锚索和锚礅；锚索桩的桩顶设有锚索，锚索桩与锚索固定连接，锚索的一端固定在锚礅上，锚索的另一端固定在边坡的岩土体中；

所述推移式滑坡预应力锚索刚性桩计算方法为：首先，将锚索桩与锚索视为一个整体，并设定桩在滑面以上的桩长为h₁、滑面以下的桩长为h₂、桩前土抗力高度为h_k、桩的计算宽度为B_p；其次，根据滑坡的运动形式，计算设桩处推移式滑坡的桩前土抗力；最后，根据锚拉点处的位移变形协调，建立位移变形协调平衡方程；由位移变形协调平衡方程、滑坡推力以及桩前土抗力的平衡条件计算出桩身转角、锚索实际拉力、锚固段桩侧弹性抗力以及桩身截面剪力、弯矩和位移。

优选地，所述根据滑坡的运动形式，计算设桩处推移式滑坡的桩前土抗力的方法为：推移式滑坡前缘有放射状裂隙，裂隙平行于滑动方向，此时在滑坡下部设置的抗滑桩受到桩前土抗力的作用，桩前土抗力大小与桩前滑面倾角有关，当倾角为正时，忽略桩前土抗力的作用，当倾角为负时，计算桩前土抗力；

桩前土抗力E_K在地面处的强度分布为q₃，桩前土抗力E_K在滑面处的强度分布为q₄；其计算公式分别为：

其中，S为桩前土单位计算面积，b为桩宽，m₁为桩前土抗力分配系数，α为桩前滑面倾角，γ为土的重度，为土的内摩擦角。

优选地，所述锚拉点的位移变形协调方程为：

d(P-P₀)＝△φ(y₀+d)；