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滑坡的发生常常造成极大的人员伤亡和财产损失。堆积层滑坡在滑坡灾害中占有很高的比例,其滑坡体主要由土石混合体构成。在堆积层滑坡加固方面,抗滑桩是一种最常用的工程措施,其具有抗滑能力强、桩位灵活、适用条件广等优点。但目前抗滑桩的设计大多只考虑桩与土体或岩体的相互作用,土石混合体中抗滑桩的设计理论研究较少。因此,亟需对抗滑桩与土石混合体相互作用进行研究,为堆积层滑坡中的抗滑桩加固设计提供理论依据。
在传统的抗滑桩设计过程中,通常忽略岩土体参数的不确定性,采用确定性方法与确定的滑坡体力学参数设计抗滑桩。随着可靠度理论与方法研究的深入,其越来越多地应用于抗滑桩优化设计。虽然基于可靠度的设计方法考虑了参数的不确定性,但是多数设计方法均不考虑抗滑桩的建造成本。
在国家自然科学基金项目“基于抗滑桩与土石混合体相互作用的堆积层滑坡抗滑桩优化设计与安全评价方法研究”支持下,本文基于土拱效应和土石混合体力学特性,提出了土石混合体与抗滑桩相互作用的理论分析方法,研究了块石的体积含量(含石量)和休止角对抗滑力的影响规律。通过数值模拟和物理模型试验对理论分析方法的有效性进行了验证。引入鲁棒性设计方法,优化堆积层滑坡抗滑桩设计。主要研究内容如下:
(1)基于土拱效应和土石混合体的宏观抗剪强度经验公式,提出土石混合体中抗滑桩抗滑力的理论分析方法。通过该方法计算抗滑桩在一定块石休止角和含石量组合下的抗滑力,并将其与土体中的抗滑力对比,研究土石混合体特性对抗滑力的影响规律。同时从含石量和休止角这两个参数出发,定义判别方程,用于判断能否利用土体参数进行土石混合体中的抗滑桩设计。
(2)开展抗滑桩与土石混合体相互作用的数值模拟和物理模型试验,验证本文提出的理论分析方法的有效性。探讨了土体的抗剪强度参数对判别方程的影响规律。讨论了当桩与土石混合体的相对位移线性减小时,对试验抗滑桩抗滑力与理论抗滑力比值的影响规律。
(3)通过在堆积层滑坡抗滑桩加固工程中,引入岩土工程鲁棒性设计理论,以减小岩土体参数不确定性对优化结果的影响。通过提出基于多项式的新的响应面,建立具有不确定性的噪声因素与滑坡稳定系数之间的关系,提出堆积层滑坡抗滑桩鲁棒性优化设计流程并进行了初步应用。最后探讨了不同土石混合体经验公式对抗滑桩优化结果的影响。
在传统的抗滑桩设计过程中,通常忽略岩土体参数的不确定性,采用确定性方法与确定的滑坡体力学参数设计抗滑桩。随着可靠度理论与方法研究的深入,其越来越多地应用于抗滑桩优化设计。虽然基于可靠度的设计方法考虑了参数的不确定性,但是多数设计方法均不考虑抗滑桩的建造成本。
在国家自然科学基金项目“基于抗滑桩与土石混合体相互作用的堆积层滑坡抗滑桩优化设计与安全评价方法研究”支持下,本文基于土拱效应和土石混合体力学特性,提出了土石混合体与抗滑桩相互作用的理论分析方法,研究了块石的体积含量(含石量)和休止角对抗滑力的影响规律。通过数值模拟和物理模型试验对理论分析方法的有效性进行了验证。引入鲁棒性设计方法,优化堆积层滑坡抗滑桩设计。主要研究内容如下:
(1)基于土拱效应和土石混合体的宏观抗剪强度经验公式,提出土石混合体中抗滑桩抗滑力的理论分析方法。通过该方法计算抗滑桩在一定块石休止角和含石量组合下的抗滑力,并将其与土体中的抗滑力对比,研究土石混合体特性对抗滑力的影响规律。同时从含石量和休止角这两个参数出发,定义判别方程,用于判断能否利用土体参数进行土石混合体中的抗滑桩设计。
(2)开展抗滑桩与土石混合体相互作用的数值模拟和物理模型试验,验证本文提出的理论分析方法的有效性。探讨了土体的抗剪强度参数对判别方程的影响规律。讨论了当桩与土石混合体的相对位移线性减小时,对试验抗滑桩抗滑力与理论抗滑力比值的影响规律。
(3)通过在堆积层滑坡抗滑桩加固工程中,引入岩土工程鲁棒性设计理论,以减小岩土体参数不确定性对优化结果的影响。通过提出基于多项式的新的响应面,建立具有不确定性的噪声因素与滑坡稳定系数之间的关系,提出堆积层滑坡抗滑桩鲁棒性优化设计流程并进行了初步应用。最后探讨了不同土石混合体经验公式对抗滑桩优化结果的影响。