抗滑桩加固滑坡体地震反应离心机模型试验及分析
抗滑桩加固边坡的稳定可靠度分析
第8期
m
杨令强，等. 抗滑桩加固边坡的稳定可靠度分析
1301
ε ′2 = ∑ (tan ϕ − tan ϕ ) 2 ( pi − p ) 2 / m(m − 1) 。 (2)
iபைடு நூலகம்=1
图 5 锚索抗滑桩 Fig. 5 Anti-slide anchor pile 图 4 拟合残差 Fig. 4 Least-square method with residuals
Abstract: Slope engineering is usually designed under the shortage of test data. So the design method, how to integrate all aspects of the collection of information using the statistical theory to obtain engineering design parameters, is of great theoretical and practical significance. Based on the experimental data of two faults of a slope project, in accordance with the large number of measured data analysis results of similar projects, the rock classification method is used to determine the internal friction angle of the fault, and the back analysis method and the least-square fitting method with consideration of the residuals are used to determine the cohesion of fault; the anti-slide piles are the lateral force system, the correlation of the four failure modes of the anti-slide piles is considered, and the back analysis method is used to determine the statistical parameters of resistance of the anti-slide piles; and according to the (norm) recommended coefficient transmission method, the function of random variables of slope sliding is determined, and the discretization dimension reduction method is utilized to obtain the reliability index of slope stability. The results show that using the back analysis method to modify the parameter can decrease the uncertainty and improve the reliability of engineering design, thus providing a feasible design method using reliability in small sample data. The effect of anchor anti-slide pile reinforcement slope is remarkable. Key words: slope; reliability; anti-slide pile; statistic; back analysis
锚索抗滑桩地震响应的离心振动台模型试验研究
锚，袁晓铭 ，齐文 浩
１ ５ ０ ０ ８ ０ （ １ ．中 国地震 局工 程 力学研 究所 中国地 震局地 震 工程与 工程 振动 重点 实验 室 ，黑 龙江 哈尔 滨
２ ．中国地 震局 地 壳运 动监 测工 程研 究 中心，北 京 １ ０ ０ ０ ４ ５ ）
Ｚ ＨＥ ＮＧ Ｔ ｏ ｎ ｇ ，Ｌ Ｉ Ｕ Ｈｏ ｎ ｇ ｓ ｈ ｕ ａ ｉ 。 ，Ｙ ＵＡ Ｎ Ｘｉ ａ ｏ ｍｉ ｎ ｇ ，Ｑ ｌ Ｗｅ ｎ ｈ ａ ｏ
（ １ ． Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｅ ａ ｒ ｔ ｈ ｑ ｕ ａ ｋ ｅ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ａ ｎ ｄＥ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ Ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｓ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｅ ａ ｒ ｔ ｈ ｑ ｕ ａ ｋ ｅ
Ａ ｄ ｍｉ ｎ ￣ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，Ｈ ａ ｒ ｂ ｉ ｎ ，Ｈｅ ｉ ｌ ｏ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ １ ５ ０ ０ ８ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；２ ． Ｎａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｅ ａ ｒ ｔ ｈ ｑ ｕ ａ ｋ ｅ Ｉ ｎ ｆ ｒ ａ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｅ ａ ｒ ｔ ｈ ｑ ｕ ａ ｋ ｅ
Ａ ｄ ｍｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ４ ５ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｓｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｐｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎｃ ｅ ｓ ｏ ｆ ａ ｎ ｔ ｉ － ｓ ｌ ｉ ｄ ｅ ｐｉ ｌ ｅ ｓ ｗｉ ｔ ｈ ａ ｎｃ ｈ ｏｒ ｃ ａ ｂ ｌ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ ｂａ ｓ ｉ ｓ ｆ ｏ ｒ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖｉ ｎ ｇ
关于抗滑桩试验的一些总结
关于抗滑桩试验的一些总结论文应具备的三部分：1、理论推导部分2、数值模拟部分3、实验部分或者实际的工程实例关于单（双）排抗滑桩的实验：一、实验方案的确定1、实验内容的确定1）综合实验部分：做单双排抗滑桩的实验结果比较，如模拟滑体的土压力、桩的应力应变、桩体的位移、实验过程中产生的不同现象等。
2）子（辅助）实验部分：（1）模拟滑体的材料配合比实验，即模拟复合材料的高压固结实验，（2）桩体应力应变的数据采集训练实验：以结构实验室的桁架实验为基础，训练应变片的粘贴技术、应变的采集操作，（3）桩体混凝土材料的强度测定实验。
3）实验方案的选择与确定（1）实验加载的方式确定：如以等位移方式加载还是以等力方式加载，还有加载间歇时间的确定，（2）实验数据采集的仪器选择与仪器的精准度调试，（3）采购的实验仪器设备精度的标定。
2、试验时间的安排1）模型的制作与养护时间：至少一个月时间，2）子实验所需要的时间：可用与1同步进行，约一个月左右，3）实验器材配置需要的时间：智能土压力采集系统，实验需要的滑体材料的准备。
3、实验人员的配备1）实验设计者、专业结构实验指导老师一名、结构实验室实验员一名，2）辅助完成本次实验的研究生2名、本科生4名，3）武钢焊接工人师傅2-3名，4）重体力活搬运与操作工人一名4、实验经费的来源5、实验器材的选择与准备1）实验室已有的仪器设备如MTS、DH3818、DH3815N等2）需要临时购买的实验仪器设备土压力采集系统、应变片子项目部分的器材、高压固结实验器材（如特制环刀）3）其它实验室可也借用的试验设备土力学实验室的相关设备、电焊设备一套(租用)4）可也临时制作的实验器材钢架、箱体固定所需的临时构件等6、其它要考虑的1）实验的方案可行性、完备性问题2）实验方案改进问题二、实验前的准备工作1、实验模型的制作1）单双排桩的模型制作按照设计的缩尺尺寸来设计模板，然后计算出模型的配筋率，具体制作与普通混凝土构件相同，制作过程中要同时制作混凝土强度试块。
抗滑桩静力与动力破坏离心模型试验对比分析_于玉贞
第 30 卷 2008 年第7期 7月岩土工程学报Chinese Journal of Geotechnical EngineeringVol.30 No.7 July, 2008抗滑桩静力与动力破坏离心模型试验对比分析于玉贞，李荣建，李广信，郑瑞华(清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京 100084)摘要：在探讨边坡中抗滑桩的加固效果时，应该重视混凝土抗滑桩不同条件下破坏规律的研究。
采用研制的微混凝土抗滑模型桩，通过动力离心模型试验研究了两种情况下的破坏特点。
一种情况是混凝土抗滑桩一侧静力开裂后受地 震作用继续开裂至完全断桩，另一种情况是静力条件下稳定的边坡加固桩在地震作用下桩底发生开裂。
根据试验观察 以及试验结果对比分析了微混凝土抗滑桩在两种不同条件下开裂破坏过程中弯矩分布特点：静力开裂后在地震作用下 桩底嵌固约束转化为活动铰约束，其弯矩始终呈抛物线形分布，只是其峰值随时间发生变化；静力条件下稳定的加固 桩在地震作用下，其弯矩先有较大增加然后又由于桩底一侧开裂而下降较多，并且小于震前静态弯矩。
关键词：边坡；抗滑桩；微混凝土；模型试验；动力离心试验；地震响应 中图分类号：TU411.93 yuyuzhen@。
文献标识码：A 文章编号：1000–4548(2008)07–1090–04 作 者 简 介 ： 于 玉 贞 (1966 – ) ， 男 ， 副 教 授 ， 主 要 从 事 边 坡 工 程 及 高 土 石 坝 方 面 的 研 究 工 作 。
E-mail:Centrifuge modeling of static and dynamic failure of stabilizing piles in slopeYU Yu-zhen, LI Rong-jian, LI Guang-xin, ZHENG Rui-hua(State Key Laboratory of Hydroscience and Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China)Abstract: The effect of crack failure of stabilizing piles on the global static and dynamic stability of soil slopes should be properly evaluated in order to check the design in practice. Two dynamic centrifuge tests on soil slopes reinforced by model concrete piles were performed. In model test 1, cracks occurred at the ends of piles due to the static load and the piles were broken completely after the excitation of an earthquake. In model testz, the piles worked well during the static state and the cracks occurred at the ends of piles during the earthquake. According to the observation and the test results, the characteristics of moment distribution in the two different crack failure patterns could be compared. In model test 1, because of cracks due to the static load, the moment distribution in model concrete piles presented the trends of parabola shape from the beginning of the excitation of the earthquake, and the fixed ends of piles converted to the hinge joints. In model test 2, the moment in piles increased firstly and then decreased owing to the cracks resulted from the earthquake and finally the residual moments were less than the values in the static state. Key words: slope; stabilizing pile; model concrete; modeling test; dynamic centrifuge modeling; seismic response0引言地震诱发滑坡是主要震害之一， 随着社会的发展， 与边坡及其加固相关的抗震问题越来越受到研究者的 重视。
大型滑坡桩排推力分担比离心模型试验研究
为保证 测试结果 的准确性 ，特别定 制 了离心模 型 试验测试桩 ，如 图 ２ ，已申请 专利 。与 贴应变 片或 用 胶带粘住压力盒相 比，其 特点是将压力 盒预先嵌入桩 模型 的两侧 ，受力后 不会 发生移位导致测试 数据偏差 较大 。测试 桩 内压 力 盒应 变 与 压 力 的线 性度 均 超 过 ９ ０％ ，可直接 用测 试数 据 （ 应变 ） 的比值 分析 推 微
研究直线 型滑坡在桩排布置位置及埋入 方式不 同情况
下各排桩推 力的分配规律 。试验分 两个 阶段 ，先 加载 ５ 加速度 运行 １ ０ｇ ５分钟 ，然后 保持 １０ｇ运行 ６ ０ ０分 钟 。离心试验方法参 考文献 ［ ］ ６。
在滑坡治理工程 中，双排桩 、多排 桩 因具 有较大 抗力 ，在 大型 滑坡 和 特 大 型滑 坡 整 治措 施 中较 为 常 见 。 目前对 于双 排 桩 （ 常桩 排 间距较 小 ） 的研 究 通
１ 点 数 据 处 理 ９测
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（ ６ 。限 于 篇 幅， 图 ）
仅 对 测试 桩 ห้องสมุดไป่ตู้ 桩 前 推
力 较 大 的 测 点 及 对 应
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桩 后 承 受 抗 力 的测 点
力分 配 比 。
角 的变化分 为前 陡后 缓 、前 缓后 陡两类 ） ；③ 多剪 出
口型 （ 属多级 滑坡 ，一般 采 取 分 级抗 滑 支 挡 治理 ） 。
本文采用 离心模 型试 验方法 ，对采用多排 桩组合抗 滑 结构 的直线 型滑 面大型滑坡进行研究 。
离心机振动台试验验证基于剪切波速的碎石桩抗液化技术
离心机振动台试验验证基于剪切波速的碎石桩抗液化技术近30年来,地震作为突发的自然灾害给人类社会生产活动带来了巨大的影响和危害。
地震导致的场地和建筑物破坏与岩土工程问题密切相关,特别是场地液化引起的震害问题特别严重。
我国处于世界两大地震带(环太平洋地震带和欧亚地震带)交汇处,7度以上的高烈度区覆盖了全国1/2以上的土地,包括了大部分的省会城市和百万以上人口大城市。
因此,对易液化场地进行准确的液化判别并采取合理的抗液化处理措施是防震减灾的关键之一。
目前,场地的液化判别仍然基于标贯试验和静力触探试验等测试指标,且未有一套完整的碎石桩抗液化处理设计方法。
因此,采用碎石桩加固易液化场地仍处在一个经验性阶段,具体的设计和检验方法都较为简化,场地加固后的质量控制也非常困难。
所以,提出准确的场地液化判别方法,并建立一套经济合理的碎石桩抗液化处理设计方法具有重要的理论与现实意义。
本文通过理论分析、离心机振动台试验验证等方法系统地研究了离心模型试验中土体剪切波速的测试精度及布置要求,提出了一套基于剪切波速的碎石桩抗液化处理技术,并通过室内离心机振动台试验和现场实例共同验证了该方法在水平场地和倾斜场地中的适用性。
本文所做的主要工作和研究成果如下：1、基于离心模型试验中弹性波速的测试需求,建立了离心模型试验弹性波测试方法,并针对离心试验中环境振动、高噪音等问题进行了传感器优化设计。
围绕离心试验中模型箱内高应力梯度、变重力场等复杂状况,建立了考虑应力各向异性的剪切波曲线传播路径模型,分析了离心机硬件参数(离心加速度值或转速、离心机半径)、传感器布置方式(弯曲元埋深和测试距离)、模型应力状态(K0)和土性参数(n)对曲线路径的影响规律,给出利用弯曲元进行剪切波速测量的布置技术优化建议,并通过离心模型试验验证了其的合理性。
最后对采用压缩元进行了土体压缩波速的测量开展了基础研究,并标定了砂土饱和度-压缩波速曲线。
研究表明,弯曲元和压缩元经过传感器优化设计后信号稳定清晰,测试结果可靠。
某滑坡治理工程抗滑桩变形监测与结果分析
城市建筑道路与桥梁 2020年4月第17卷总第353期Urbanism and Architecture157某滑坡治理工程抗滑桩变形监测与结果分析洪晓江，冯子龙，任宇彬（西昌学院土木与水利工程学院，四川西昌 615000）摘要：布拖县约坡吉乃沟地质条件不良，容易失稳下滑。
本文以约坡吉乃滑坡治理工程为依托，采用传统的视准线法对抗滑桩结构进行变形监测，分析了监测周期内监测数据的变化，探讨抗滑桩结构变形的规律以及治理方法的合理性，对类似工程的抗滑桩监测具有一定的参考价值和借鉴意义。
关键词：滑坡治理；抗滑桩；挡土墙；变形监测［中图分类号］U416.21［文献标识码］AAnalysis on the Deformation Monitoring and Results of Anti Slide Pile in a Landslide Treatment ProjectHong Xiaojiang, Feng Zilong, Ren Yubin(School of Civil Engineering and Hydraulic Engineering, Xichang University, Xichang Sichuan 615000, China)Abstract: In Butuo County, the geological condition of Yuepo Jinaigou is poor and easy to slide down. In this paper, the traditional sight line method is used to monitor the deformation of the anti slide pile structure based on Yuepo Jinai landslide treatment project. The change of the monitoring data in the monitoring period is analyzed. The law of the deformation of the anti slide pile structure and the rationality of the treatment method are discussed. It has certain reference value and reference significance for the anti slide pile monitoring of similar projects.Key words: landslide control; anti slide pile; retaining wall; deformation monitoring近几年，许多地区地质灾害频发，尤以滑坡灾害为最，时常广泛发生。
滑坡防治措施分析及治理效果评价
变形预测等方法来评价滑坡防治措施的合理性。分析结果表明，滑坡防治必要性显著，并将其防治方案
设计为“抗滑桩板墙 + 格构”，通过计算，各类措施均满足计算要求 ；同时，滑坡防治处理后的变形量为
15.62mm~23.21mm，经过预测，变形量变为17.48mm~25.06mm，也在变形控制值范围，说明“抗滑桩板墙 +
评价指标，得到 Z1 桩的预测结果。① BP 神经网络。K 值为 2.74%~3.02%，平均值为 2.88%。② WOA-BP 经网络。K 值
为 2.05%~2.20%，平均值为 2.14%。
对比而言，WOA 的优化能力较强，WOA-BP 神经网络对
滑坡变形预测的适用性较强，经过 WOA 预测处理能有效地
e 为误差向量。
通过不断修正上述参数，可实现高精度预测，但是，
BP 神经网络的连接权值、阈值是由模型随机产生的，其客
观性欠缺，因此为充分保证参数的最佳性能，须进一步通
过鲸鱼优化算法（Whale Optimization Algorithm，WOA）对
其进行寻优处理，并介绍其参数寻优流程，如图 3 所示。
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（5）
式中 ：xj' 为隐层节点值（mm）；xj 为输入值（mm）；yk 为 输出值（mm）；wij、wjk 为各层连接权值 ；Qj、Qk 为各层阈 值 ；n 为隐层节点数（个）；m 为输出节点数（个）。
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抗滑桩加固滑坡体地震反应离心机模型试验及分析地震滑坡是地震所产生最主要的地质灾害类型之一,严重危害生命和财产的安全。
为能够避免或最大程度地减轻地震滑坡的危害,有必要对地震滑坡产生机制和规律进行研究。
抗滑桩因其自身特点已在实际滑坡加固治理中得到广泛应用。
目前国内外对于抗滑桩静力设计方面的研究取得较多成果,然而对地震作用下堆积型滑坡体中抗滑桩的抗震性能研究较少,远远落后于工程实践。
因此,有必要加强堆积型滑坡及其抗滑桩加固地震反应方面的研究,揭示地震作用下抗滑桩的抗震受力机理,为抗滑桩抗震设计提供重要理论价值和科学意义。
鉴于此,本文以某典型堆积型滑坡作为研究的参考原型,设计完成了4组50倍重力加速度条件下堆积型滑坡及其抗滑桩加固地震反应的离心机振动台模型试验,并借助数值模拟和数值分析手段对其进行了相应的拓展。
本文的主要研究工作如下:1.阐述了离心机振动台模型试验技术以及试验所用设备的基本情况,重点从试验模型、传感器布置、传感器标定、试验模型制备及地震动输入等方面详细介绍了堆积型滑坡体及抗滑桩加固滑坡体的离心机振动台模型试验设计,可为类似的离心机振动台模型试验方案设计及模型制作等提供有价值的参考。
2.完成了1组堆积型滑坡地震反应的离心机振动台模型试验,分别从地震反应宏观特征、位移响应特征、滑坡坡面水平向、坡面竖直向、坡体内水平向、基岩处水平向加速度响应特征、地震波类型与地震波峰值对滑坡地震反应的影响以及滑坡坡体对输入地震动的影响等方面进行了详细、系统的分析,给出了不同类型、不同强度地震动作用下堆积型滑坡地震反应的特征与规律。
3.完成了3组抗滑桩加固滑坡体的离心机振动台模型试验,对比分析了静动
力条件下堆积型滑坡体中桩侧土压力以及抗滑桩桩身弯矩沿高程分布的异同点。
结果表明,桩间距较大时,桩侧土压力以及桩身弯矩在静动力加载条件下其最大值出现的位置均不同。
比较分析了不同桩间距、不同滑体含水量时抗滑桩加固堆积型滑坡在不同类型、不同强度的地震波作用下动土压力、桩身动弯矩的分布规律,研究了加固滑坡中加速度响应特性和地震波传播规律。
4.利用有限元软件实现了黏弹性人工边界的施加,并通过算例验证了其有效性和稳定性。
结合室内土工试验的参数,建立了抗滑桩加固滑坡体离心机振动台模型试验相对应原型的有限元数值分析模型,通过数值计算结果与模型试验结果的对比分析验证了有限元数值模型的可靠性。
通过数值计算拓展了地震波作用下考虑桩间距、桩嵌固深度、桩截面尺寸以及桩弹性模量等方面的抗滑桩力学性能,应用灰色关联分析方法分析了抗滑桩桩身最大动弯矩影响因素,为抗滑桩的抗震设计提供一定的参考作用。
5.基于极限平衡理论,推导得出了综合考虑水力条件、坡顶超载、坡顶张拉裂缝、水平地震荷载和竖向地震荷载等多参数的边坡动力稳定性安全系数表达式,重点分析了坡顶超载作用下这几种参数对边坡动力稳定性的影响;建立了灰色支持向量机的边坡位移预测模型,将其预测结果与灰色预测模型以及单一支持向量机预测模型的预测结果进行了对比;基于堆积型滑坡地震反应的离心机振动台模型试验基础上,利用正交设计方法建立了堆积型滑坡加速度响应影响因素的正交试验预测模型,研究了影响堆积型滑坡地震反应的主要因子。