[发明专利]基于土拱效应的抗滑桩桩间距及桩板土压力确定方法

摘要

本发明涉及一种基于土拱效应的抗滑桩桩间距及桩板土压力的确定方法，属于滑坡、边坡、基坑等支挡工程技术领域。该方法包括以下步骤步骤一勘探滑坡治理工程现场，掌握地质勘察资料，形成地质勘察报告；步骤二根据地质勘察报告进行滑坡推力的计算；步骤三确定桩宽b；步骤四给定精度控制量eps；步骤五确定函数Φ的最小值Φmin，若Φmin≤eps，则转到步骤六，否则终止计算，表明此滑坡工程采用抗滑桩设计不合适；步骤六确定桩间距和土拱方程；步骤七计算桩板土压力。该方法与现有技术相比，可以提高抗滑桩设计的合理性，加大工程中抗滑桩能力的利用。

主权项

一种基于土拱效应的抗滑桩桩间距及桩板土压力的确定方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：勘探滑坡治理工程现场，掌握地质勘察资料，形成地质勘察报告；步骤二：根据地质勘察报告进行滑坡推力的计算；步骤三：确定桩宽b；步骤四：给定精度控制量eps；步骤五：确定函数Φ的最小值Φmin，若Φmin≤eps，则转到步骤六，否则终止计算，表明此滑坡工程采用抗滑桩设计不合适；步骤六：确定桩间距和土拱方程；步骤七：计算桩板土压力；在步骤五中，通过非线性函数优化方法求解函数Φ(a,f,α)最小值Φmin；采用matlab软件中的fminsearch来进行搜索求解，搜索求解所需初始值取a0＝5b，f0＝2b，α0＝φ；函数Φ(a,f,α)值采用下式求解：Φ(a,f,α)=Φ12+Φ22+Φ32]]>其中：Φ2=(qa24f-λqf)tanφ+2cb/sin2α-Kqa]]>其中，a为抗滑桩净间距、f为土拱高、α为桩后三角形土体压密区与桩背面夹角，b为桩宽，c为土体的粘聚力，φ为内摩擦角，λ为侧压系数，q为滑坡推力荷载集度，K为安全系数；在步骤六中，根据步骤五中使函数Φ(a,f,α)达到最小值的自变量a,f,α确定桩间距和土拱方程：桩间距l：l＝a+b土拱方程：其中：其中：土拱方程为椭圆曲线的一部分，B为Y向半轴长，椭圆中心点坐标为(0，B)；桩板土压力：其中A——两抗滑桩、桩间挡板和土拱围成的面积；A=a(d-δ)+2B∫θ0π/2λsin2θ+cos2θdθ]]>θ0=arccos(a2Bλ)]]>P——两抗滑桩、桩间挡板和土拱围成区域截面的周长；P=2(d-δ)+2a∫θ0π/2sinθ(B-f-Bsinθ)dθ=2(d-δ)+2a[sin2θ0/4+(B-f)cosθ0+Bθ0/2-πB/4-B+f]]]>γ——滑体土重度；φ——滑体土的内摩擦角；z——计算点至桩顶面深度；d——桩平行水平滑坡推力方向的边长；δ——挡板厚度；k＝tanφtan2(π/4‑φ/2)。