摘要
微型桩作为一种小直径桩因其施工便捷，桩位布置灵活，对边坡扰动小，场地适应性强等优点逐渐被应用于边坡加固工程中。近年来，许多专家学者通过模型试验、数值模拟和现场实测等对竖直微型桩群在边坡加固中的破坏机理和受力规律进行了研究，而在基坑支护工程的研究中发现与竖直桩支护相比倾斜桩在基坑支护中的受力更加合理、基坑变形也更小，因此在边坡加固工程中也可采用倾斜微型桩进行处理。目前已有采用倾斜微型桩群对边坡进行加固的案例，但对于倾斜微型桩群在边坡加固中支护效果和抗滑能力的研究较少，对倾斜微型桩在边坡加固后的受力机理还缺乏较全面的认识。因此，本文采用有限元强度折减方法，针对倾斜微型桩群在加固边坡时的受力模式、内力变化规律、抗滑机理等进行了研究，并对降雨条件下倾斜微型桩群边坡加固能力进行了分析，通过分析研究主要得到以下结论: (1)采用竖直微型桩群对边坡进行加固，无论原有边坡是否存在滑动面，竖直微型桩群中各排桩沿桩身的内力变化情况一致，微型桩产生的内力大小近似相等，沿桩身变化规律一致;微型桩群主要是通过桩身在滑移面处的抗弯和抗剪强度抵抗滑移推力。 (2)采用倾斜微型桩群对边坡进行加固，当原有边坡已存在滑移面时，同样是主要依靠滑面处微型桩的抗弯和抗剪强度抵抗滑坡推力。 (3)采用倾斜微型桩群对边坡进行加固，当原有边坡未出现滑移面时，其内力变化规律为:后排桩作为主要受荷桩受到较大滑坡推力，产生的剪力和弯矩均大于中间桩和前排桩，其所受的滑坡推力分解为沿桩的拉力，使后排微型桩成为拉弯构件;前排桩受到连梁传递而来的水平推力，导致前排微型桩受压成为压弯构件;连梁中产生的轴力、剪力、弯矩远大于竖直微型桩连梁中的内力;与竖直微型桩群相比，其抵抗边坡变形的能力显著提高。 (4)采用倾斜微型桩群对未出现滑移面的边坡进行加固时，微型桩的倾斜角度、桩径及桩间距的大小均会影响边坡的安全稳定性。根据不同倾斜角度、不同桩径及不同桩间距的倾斜微型桩支护下边坡的数值模拟结果可知，桩径越大时，边坡安全系数越大;而倾斜角度和桩间距均存在一最优范围，在本文的研究中，微型桩最优倾角为10°～15°，桩间距最优范围为4～6倍桩径。 (5)通过对边坡的流固耦合分析，对比降雨前后边坡安全系数可知，降雨后由于土体饱和度增加抗剪强度降低，导致边坡的安全系数减小，稳定性降低。采用微型桩群支护后，边坡安全性增加，桩后土体稳定性有了较大提高，桩前浅层土体由于没有支挡结构在渗流力作用下产生了较大位移。对比竖直微型桩群和倾斜微型桩群支护下边坡土体饱和度、渗流速度和边坡最大位移等可知，降雨工况下倾斜微型桩群支护效果仍优于竖直微型桩群。
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