微型钢管抗滑桩具有施工周期短、对场地适应性强、环境影响小等特点,在工程中被广泛运用,但是由于其结构复杂,受力机理尚处于研究的初级阶段,设计理论尚不完善,导致其理论研究滞后于工程实践。因此对桩的抗滑机理研究不仅具有重要的理论意义,而且还具有引导工程合理设计的实用价值。本文依托国家自然基金项目“微型钢管抗滑桩(群)—土复合结构体工作机理及其耗能能力研究”从物理模拟实验和数值分析两种方法分析抗滑桩的受力情况,所做的主要工作及得到的结论:⑴通过对实验中钢管桩内外混凝土以及连梁砂浆的材性实验,分别得到外包砂浆的强度为M10左右,管内砂浆强度为M15,连梁的强度为M25,满足设计要求;采用简支梁受集中荷载的方法测量钢管混凝土的弹性模量为219.37GPa,大于两者弹性模量的简单叠加。⑵物理实验模拟着重对连梁、微型钢管桩的受力情况以及力的传递途经进行分析,分析结果表明:I.连梁的受力符合多跨连续梁受力模型,连梁受压区承受的力比受拉区小,连梁的受压区力的值波动比较大;II.从桩的受力弯矩图看出,弯矩图曲线存在3个以上极值点,表明桩的受力比较复杂;III.通过桩身弯矩随荷载增加而变化的情况,可以看出连梁的存在能使桩身的受力更加合理;IV.第一排与最后一排连梁和桩受力较大,中间两排连梁及桩受力较小,由此可以看出中间的桩和连梁在模型中起“力传递”的作用。⑶边坡治理中桩的抗滑能力分为三部分:桩自身的抗力、桩土间的相互作用、以及桩间土体通过变形以及土拱效应的而产生的阻滑能力。并且这些力都是由于土体变形挤压引起,因此本文利用变形位移分别计算其抗力,得出的结论是桩自身的抗滑能力占主导地位,桩土间相互作用是抗滑能力的重要组成部分,桩间土体通过自身变形以及土拱效应的抗滑能力是不可忽视的一部分。⑷结合实验桩间土体的破坏现象,总结土拱效应的特点,借鉴土体外附加应力计算方式,从受力分析的角度定性的提出土拱效应的受力模式。⑸通过物理模拟实验采用水平位移法测量桩的自身位移,结合桩身位移以及滑体的自由位移求两者之间的差值,利用相对位移计算桩土间的相互作用,并通过实验所得桩身位移的变形值利用求数值解方法和数据拟合的方法求出桩身变形函数,结合桩身位移变形函数和弯矩之间的关系来求解桩身的受力。通过比较拟合解最大,实验解介于二者之间,数值解最小。⑹通过ansys有限元分析桩间力的传递模式、桩的受力、以及桩土间相互作用与物理模型实验所测值基本一致,不过数值解桩的抗力比物理实验受力更为简单,桩身弯矩的极值个数明显减少;同时两者在土拱效应、坡面有隆起等现象相同。