《三峽庫區庫岸涉水滑坡抗滑樁嵌岩深度研究》是依託武漢工程大學，由周春梅擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：三峽庫區庫岸涉水滑坡抗滑樁嵌岩深度研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：周春梅
- 依託單位：武漢工程大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本課題在前期工作的基礎上，重點對三峽庫區庫岸涉水滑坡抗滑樁嵌岩深度進行研究。總結不同地質結構類型滑坡作用在抗滑樁上滑坡推力的分布及傳遞規律；探討三參數地基係數分布模式下抗滑樁嵌岩深度的非線性內力計算；基於彈塑性理論，提出嵌岩段不同滑面傾角、不同岩土體類型、岩土體風化程度、樁底部有鬆散堆積層等地質環境下，嵌岩深度的彈塑性計算模式；建立庫岸涉水滑坡抗滑樁三維地質模型，探討嵌岩深度隨樁位置、樁間距、樁截面、岩土體強度、滲透壓力等改變時滑坡安全係數變化方程式；模擬懸臂樁、全埋樁、錨拉樁、雙排樁隨嵌岩深度變化時的嵌岩效果，揭示抗滑樁與樁間擋土板、樁頂連繫梁協調變形規律，提出庫岸涉水滑坡抗滑樁合理結構類型，及綜合地質與結構的抗滑樁嵌岩深度最佳化模型。課題研究將為三峽庫區庫岸涉水滑坡治理抗滑樁設計提供理論依據和技術支撐，研究成果具有重要的理論意義和廣闊的工程前景。
結題摘要
本課題對三峽庫區庫岸涉水滑坡抗滑樁嵌岩深度問題，主要從三個方面展開研究：（1）滑坡推力的計算、分布及傳遞規律。採用多物理場模擬平台COMSOL 軟體構建滲流場與應力場相耦合的有限單元模型，分別對不同工況下的庫水位漲落和降雨量聯合作用下滑坡體的水文過程進行模擬，分析庫水位漲落和降雨量對滑坡推力的影響。比較兩種方法估算作用在抗滑樁上的滑坡推力，即極限平衡法(LEM)和有限元強度折減法（FE-SRM），考慮不同工況（即庫水位漲落及降雨量）和不同滑帶剪下強度參數對滑坡推力及其分布模式的影響。計算結果表明，滑坡推力受降雨量的影響比庫水位漲落的影響要大。當庫水位為175m高程，高降雨量時滑坡推力達到峰值。滑坡推力的分布模式受滑體有效剪下強度參數的影響。採用ABAQUS有限元軟體，通過設定接觸對單元模擬樁土相互作用，模擬不同樁間距、滑坡推力大小、樁截面尺寸時滑坡推力的傳遞規律及荷載分擔比。模擬結果表明滑坡推力的傳遞過程具有階段性，由樁后土拱、樁間土拱到樁前土體，呈現出三級傳遞的特點。（2）涉水滑坡抗滑樁嵌岩深度設計理論。統計三峽庫區滑坡治理抗滑樁嵌岩段岩石力學參數，並取岩石樣品泥質粉砂岩和長石石英砂岩進行室內力學及微觀結構試驗。根據現場抗滑樁嵌岩段岩體的質量指標（RQD）及室內試驗結果，獲取岩體質量分級指標RMR 和GSI，運用Hoek-Brown岩體破壞準則，獲取岩體的變形模量和力學強度參數，並得出抗滑樁樁前後岩體的法向容許承載力（即橫向容許承載力）及和樁側岩體的切向容許承載力（即切向最大剪應力）。推導不同地基係數分布模式抗滑樁嵌岩段內力計算的通解。基於彈塑性理論，提出滑面傾斜時抗滑樁臨界嵌岩深度的計算模型。提出嵌岩段有強風化破碎岩體、土層或岩土混合時抗滑樁嵌岩深度的計算模型。（3）涉水滑坡抗滑樁嵌岩深度最佳化及效果模擬。運用有限元計算軟體PLAXIS，模擬地下水長期浸泡作用下，全埋樁樁隨嵌岩深度變化時樁周岩體的塑性區及其變化規律，提出抗滑樁臨界嵌岩深度。當改變樁上滑坡推力的分布模式，樁間距，樁截面，樁嵌岩深度時，模擬懸臂樁的位移及樁身的彎矩、剪力和樁-岩接觸應力，最佳化抗滑樁設計。提出錨拉樁套用於水庫岸滑坡治理工程中的三個關鍵問題，並對每個關鍵問題展開討論。課題研究結論將套用於指導三峽庫區庫岸涉水滑坡治理抗滑樁工程實踐，並為同類滑坡治理抗滑樁設計提供理論依據和技術支撐。
