预应力锚索抗滑桩治理公路高陡边坡的理论与应用研究

摘要

公路高陡边坡是西部公路建设常遇到的问题，有效的治理好公路高陡边坡是保证公路建设和运营顺利关键之一。至目前为止，治理高陡边坡支挡结构体系有挡土墙、抗滑桩、锚索及预应力锚索抗滑桩等，工程实践表明，预应力锚索抗滑桩已发展成为高陡边坡加固的一种有效的手段。但由于桩体系与滑坡体之间的相互作用的复杂性，目前锚索抗滑桩的计算方法还不尽合理。 本文首先阐述了公路高陡边坡的分类、发生机理、治理原则和措施。文中详细分析了高陡边坡的破坏形式和机理，提出高陡边坡下滑力计算的基本原则，使计算方法尽量与该高陡边坡的稳定性分析方法保持一致，这样计算的高陡边坡下滑力才能和相应的稳定系数对应。针对现有下滑力计算方法单一、适用性差的特点，将常见的各种类型滑坡按滑动面形式分为5种类型，根据滑坡稳定分析中各极限平衡法的适用条件，分别给出了这5种滑动面形式的滑坡推力计算表达式。 利用数学模型进行滑坡稳定性分析，从预应力锚索抗滑桩的应用原因、受力特点方面研究其抗滑机理，研究分析了预应力锚索抗滑桩的设计原则以及设计计算方法，并根据预应力锚索抗滑桩施工特点，提出动态设计更加符合实际情况。 此外，提出预应力锚索抗滑桩最优化组合设计以达到设计更加经济、合理。最后，本文针对预应力锚索抗滑桩施工复杂，技术要求较高等特点，具体分析了施工过程中主要问题、注意事项及施工质量监控方法等，结合广西水南路高陡公路边坡具体工程，实践表明预应力锚索抗滑桩治理公路高陡边坡是既经济又有效的方法。

目录

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第1章绪论

1.1概述

1.2公路边坡的分类

1.3预应力锚索抗滑桩结构体系发展及研究现状

1.3.1预应力锚索抗滑桩结构体系发展

1.3.2预应力锚索抗滑桩研究现状

1.4本文的主要研究内容与工作

第2章公路高陡边坡的破坏模式及抗滑治理技术

2.1概述

2.2公路高陡边坡的破坏形式

2.2.1均质边坡

2.2.2岩质边坡

2.2.3土质边坡

2.3影响高陡边坡滑动的主要因素

2.4公路高陡边坡抗滑处治技术简介

第3章预应力锚索抗滑桩加固机理研究

3.1概述

3.2预应力锚索的锚固特点

3.3抗滑桩的受力特性

3.4锚索抗滑桩结构体系的加固机理

3.5预应力锚索抗滑桩结构体系的变形特征

3.6锚索抗滑桩结构体系的受力分析

3.6.1基本假定

3.6.2预应力锚索抗滑桩的力学模

3.6.3锚索拉力的确定

3.6.4桩身内力的确定

第4章预应力锚索抗滑桩设计计算方法研究

4.1概述

4.2高陡边坡下滑力的计算

4.2.1高陡边坡下滑力的简单计算法

4.2.2不同滑面形式的滑坡推力计算

4.3抗滑桩的设计计算

4.3.1设计抗滑桩应该满足的要求

4.3.2计算方法分析

4.3.3设计步骤

4.4锚索预应力及锚固长度

4.4.1控制桩顶位移法计算锚索预应力

4.4.2变形协调法算锚索预应力

4.4.3锚固长度的计算

4.5锚索抗滑桩动态设计

4.5.1锚索抗滑桩的动态受力分析

4.5.2锚索抗滑桩的动态设计过程

4.6锚索抗滑桩的优化组合设计

4.6.1简单风险决策分析的概念

4.6.2预应力锚索抗滑桩系统可能的失效模式

4.6.3预应力锚索抗滑桩支护参数的最优决策设计

第5章预应力锚索抗滑桩施工及其质量监控方法研究

5.1概述

5.2抗滑桩的施工

5.3锚索锚固及预应力施加

5.3.1锚索锚固方式

5.3.2锚索锚固准备

5.3.3注浆

5.3.4锚索张拉及锁定

5.4锚索抗滑桩施工工艺流程及质量监控

5.4.1锚索抗滑桩施工工艺流程

5.4.2锚索抗滑桩施工质量监控

5.5注意事项与讨论

第6章广西水南路高陡边坡工程应用实例

6.1工程概况

6.2边坡加固设计计算

6.2.1滑坡推力的计算

6.2.2预应力锚索抗滑桩的设计

6.3施工及质量检测

6.3.1抗滑桩桩身施工工艺及方法

6.3.2预应力锚索的施工工艺和方法

结语

参考文献

致谢

附录A攻读学位期间所发表的学术论文