[发明专利]局部滑移边坡的抗滑桩桩位优化设计方法

摘要

本发明涉及局部滑移边坡的抗滑桩桩位优化设计方法，属于堆积层边坡的稳定性评价与滑坡防治技术领域。本发明主要解决现有技术无法对堆积层滑坡局部失稳滑移的稳定性分析评价与抗滑桩桩位的确定问题。本发明主要根据滑坡坡体极限平衡条件，首先确定坡体局部失稳滑移位置与其相应临界剩余下滑推力值，并依次确定滑坡局部破坏稳定性系数与补偿剩余下滑推力值；以滑坡补偿剩余下滑推力值与局部失稳滑移位置为基本评价设计参数，确定治理滑坡的最优抗滑桩桩位，以达到对滑坡进行科学、有效治理目标，可广泛运用于滑坡防治领域。

主权项

一种局部滑移边坡的抗滑桩桩位优化设计方法，其特征在于：包括如下步骤：第一步：滑坡下伏基岩面倾角、坡体垂直埋深与坡体及下伏基岩面物理力学性质参数的确定；第二步：滑坡坡体的条分方法与剩余下滑力及条块下滑力的确定：1)滑坡坡体的条分方法的确定；2)坡体条块剩余下滑力与条块下滑力的确定；第三步：滑坡主动滑移区、局部压缩变形锁固区及超稳定区的确定：由力学条件，当滑移体所受到的合力小于等于零的情况下，滑移将不会发生滑动，所以根据边坡坡体条分块体下滑力大小，将其大于零的边坡坡体定义为边坡主动滑移区；将剩余下滑力大于零，但块体下滑力小于零的边坡坡体定义为边坡压缩变形锁固区；将其剩余下滑力小于零的边坡坡体定义为边坡局部超稳定区，以此确定堆积层边坡主动滑移区、压缩变形锁固区与超稳定区；第四步：滑坡最危险局部破坏区域与临界剩余下滑推力判据的确定:根据滑坡剩余下滑推力作用与传播规律，滑坡主动滑移区的剩余下滑推力必然会作用在压缩变形锁固区并由此产生较大的坡体变形，当剩余下滑推力大于坡体本身极限抗剪强度时，在压缩变形锁固区将会发生剪切破坏；所以，将滑坡压缩变形锁固区确定为滑坡最危险局部破坏部位；因此，在滑坡压缩变形锁固区，对该区不同条块坡体确定其相应临界剩余下滑推力值，即边坡发生局部破坏的临界力学判据；由上述原理知，滑坡压缩变形锁固区局部破坏处滑移面的极限剩余下滑推力Poi由式(3)、(4)确定：1)坡面倾角无变化：2)坡面倾角变化为β值：式中：Poi—滑移位置在第i个坡体条块内的临界剩余下滑推力；γi—边坡坡体的天然容重；αi—第i个坡体条块基岩面倾角；—第i个坡体条块的内摩擦角；Hi—第i个坡体条块滑移坡体的高度；β—坡面转折处的附加倾角；第五步：滑坡局部破坏位置稳定系数与滑出破坏部位的确定：根据滑坡最危险局部破坏部位的临界剩余下滑推力判据与最危险局部破坏部位上部的剩余下滑推力值，将临界剩余下滑推力判据值与局部破坏部位上部的剩余下滑推力值之比定义为滑坡局部破坏位置稳定系数Fjsi，其计算公式为式(5)；Fjsi=PoiPn---(5)]]>式中：Fjsi—滑坡局部破坏位置稳定系数；Poi—滑移位置在第i个坡体条块内的临界剩余下滑推力；Pn—局部破坏部位上部的剩余下滑推力值；如果滑坡局部破坏稳定系数Fjsi小于滑坡的稳定性安全系数K，则判定该部位为滑坡局部剪切破坏部位；反之，则该部位不会发生剪切破坏；第六步：滑坡抗滑桩补偿剩余下滑推力与最优抗滑桩桩位的确定：1)滑坡抗滑桩补偿剩余下滑推力的确定:堆积层滑坡局部滑出破坏部位既是边坡最不稳定部位，也是抗滑桩治理的关键部位；因此，当抗滑桩桩位位于局部破坏坡体部位前段时，抗滑桩根本发挥不了任何抗滑治理作用；当抗滑桩桩位位于滑移体后段时，如果抗滑桩桩位至滑坡局部滑出破坏部位的坡体剩余下滑推力值还大于临界剩余下滑推力判据值，此时抗滑桩则同样也发挥不了任何抗滑治理作用；滑坡抗滑桩补偿剩余下滑推力ΔP为：ΔP＝Pn×(K‑Fjsi)   (6)式中：ΔP—滑坡抗滑桩补偿剩余下滑推力；Pn—局部破坏部位上部的剩余下滑推力值；Fjsi—滑坡局部破坏位置稳定系数；K—滑坡安全性系数；2)滑坡抗滑桩最优抗滑桩桩位的确定:以滑坡后缘为起点，分别计算滑坡条块位置上部坡体的剩余下滑推力值，当某条块位置上部坡体的剩余下滑推力值pi等于或大于抗滑桩补偿剩余下滑推力ΔP时，即Pi≥ΔP时，则该条块与下部条块的交接点便是该滑坡抗滑桩最优桩位。