·122 北京科技大学学报 2003年第2期 的挠度方程尽管有一定的局限性，但是可以从理 79单元 论上比较清楚地反映出抗滑桩的受力和变形状 62单元 况.利用上述理论推导出的挠度方程是一个 “三次曲线”方程，其变化曲线和通常所采用的双 70单元 曲线方程的假设有一定的区别.从计算模拟结果 来看，“三次曲线”挠度方程比较适应于土边坡， 而其他类型的工程对象是否适宜，尚待做进一步 5101520 25 的工作， 计算时步(10步) 图124抗滑桩不同单元的剪应力变化曲线 在土边坡中，含砂量较高的粘土作用于抗滑 Fig.12 Curves of shear force vs number of computed steps 桩上的滑移力基本上呈“二次抛物线”形，这一结 for No.4 pile in different elements 果和文献[3]中的分析也基本相吻合.在外部载 种双向受剪的状态，随着时间的推移，这一受力 荷与上部自重作用下，岩土体与抗滑桩发生相互 状态逐渐趋于平衡.在稳定状态下，反向的转换 作用，桩-土体系内部有一个从非稳定状态到稳 位置主要与边坡属性和抗滑桩的设置有关，而其 定状态的转变过程，在这一转变过程中抗滑桩的 变化位置基本是位于同一高度（如图13），这是抗 受力和变形状况是非常复杂的，很难从中找出变 滑桩最容易被破坏的位置， 化规律.抗滑桩和岩土体共同构成一个有机的受 从图中可以看出，抗滑桩的最大剪应力并没 力体系，在这一体系中桩体是一个被动的承载结 有出现在桩体的中间单元上·这是因为根据上面 构.当达到加固效果时，抗滑桩的受力和变形就 的分析，抗滑桩的剪应力计算式可以表示为 和被加固体一道共同处于一个相对稳定的平衡 F,=Lk(4。-u),在桩体的高度一定的条件下，剪 状态.就土边坡而言，抗滑桩的最大轴向力出现 应力的大小取决于抗滑桩单元弹性偶合系统的 在桩体的中间位置，而最大剪应力则位于抗滑桩 抗剪刚度和相对位移，而这一极值出现在桩体的 高度的处，桩体反向剪应力的变化点基本上处于 下半部分，基本上是位于抗滑桩高度的13~2/5 同一水平，而这一位置恰恰是抗滑桩的破损点， 处，从图13可以比较清楚地看到这一点 因而，根据工程对象的实际情况，在设计中应充 分考虑到这一位置的所在，并强化抗滑桩局部结 剪应力最大值kN 构. 1"桩：6.134 本文数值分析是基于土质边坡，因而所得出 2桩：-4.473 3桩：-3.197 的计算结果和结论具有一定的局限性，但是对于 4桩：-1.559 同类型的工程具有一定的实际意义， 4 参考文献 1李仁平，陈仁朋，陈云敏.阻滑桩加固土坡的极限设 计方法U.浙江大学学报，2001,35(6：618 图13抗滑桩的剪应力变化轮廓 Fig.13 Plot of shear force acted on anti-sliding piles 2高水涛，吴顺川，孙金海，预应力锚杆固段应力分布 规律及应用).北京科技大学学报，2002,24(4：387 3戴自航，抗滑桩滑坡推力和桩前滑体抗力分布规律 的研究.岩石力学与工程学报，2002,21(4)：517 4结论 4 Mylonakis George,Gazetas George.Lateral vibration an- 设置在岩土中的抗滑桩，由于变形和受力不 dilnternal forces of grouped piles in layered soil []Jour- 仅与桩体的属性有关，而且还取决于周围岩土的 nal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering (ASCE),1999,125(1):16 性质，在土质边坡中，抗滑桩一方面可以阻止坡 5 Pilkey Walter D,Zhang Pinyu.Modern Formulation for 体的滑移，另一方面又向其周边的土体施加主动 Statics and Dynamics-A Stress and Strain Approach 土压力，是多项载荷和多向载荷的承载体，因而 [M].Mcgraw-Hill:Megraw-Hill Book Company,1978 其受力状况比较复杂，按照Winkler模型所推出 6 Markis N,Gazetas G.Dynamic pile-soil-pile interaction,北 京 科 技 大 学 学 报 20 03 年 第 2 期 : / 汽’ 、咖 麟 r ’ 一聋。 ` 早兀 人 入 _ , 。 _ _ : 丫 ’ 计一算时 步 (/ 10 ,步 ) 图 12 *4 抗 滑桩 不 同单 元 的剪应 力变化 曲线 Fig · 1 2 C u vr es of s b e a r fo r e e v . n u m b e r of c恤P u t e d st eP , fo r N o · 4 Pi l e i n d i幻er er n t e le m e n st 种 双 向受剪 的状 态 , 随 着时 间的推 移 , 这 一 受 力 状 态 逐渐 趋 于 平衡 . 在稳 定 状态 下 , 反 向 的转换 位 置 主要 与边坡 属 性和 抗滑 桩 的设 置有关 , 而其 变 化位 置基 本 是位 于 同一 高度 ( 如 图 13 ) , 这 是抗 滑 桩 最容 易 被破 坏 的位 置 . 从 图 中可 以看 出 , 抗滑桩 的最大 剪 应力 并没 有 出现 在 桩体 的 中间 单元 上 . 这 是 因为 根据 上面 的 分 析 , 抗 滑 桩 的 剪 应 力 计 算 式可 以表 示 为 凡 “ L ks u( p一 瑞) , 在 桩 体 的 高度 一定 的条件 下 , 剪 应 力 的 大 小取 决 于 抗 滑 桩 单元 弹 性 偶 合 系 统 的 抗剪刚度和 相对 位 移 , 而这 一 极值 出现 在桩 体的 下 半 部 分 , 基本 上 是 位 于抗 滑 桩 高度 的 13/ 心5/ 处 , 从 图 13 可 以 比较清 楚 地 看到 这 一 点 . 剪应力最大值 瓜 N l 俘桩 : 书 . 13 4 2 # 桩 : -4 .4 73 3 禅桩 : 一3 . 197 4 # 桩 : 一 1 . 5 5 9 4 带 , 的挠 度方 程尽 管有 一 定的局 限性 , 但是 可 以从理 论 上 比 较 清 楚地 反 映 出抗 滑 桩 的受 力 和变 形状 况 〔 3I,1 习 . 利 用 上述 理 论推 导 出 的挠度 方程 是 一个 “ 三 次 曲线 ” 方 程 , 其 变化 曲线 和通 常所 采用 的双 曲线方 程 的假 设有 一 定的 区别 . 从计 算模 拟 结果 来 看 , “ 三 次 曲线 ” 挠度 方 程 比较适 应 于土 边 坡 , 而 其他 类型 的工 程对 象是 否适 宜 , 尚待 做进 一步 的工 作 . 在土 边坡 中 , 含 砂 量较高 的粘土作 用 于抗 滑 桩上 的滑 移力 基本上呈 “ 二次抛 物线 ” 形 , 这 一结 果 和文 献 3[ 1 中的分 析也基 本 相 吻合 . 在外 部 载 荷 与上 部 自重作 用下 , 岩 土体 与抗 滑 桩发 生相 互 作用 , 桩一 土体系内部 有一个从 非 稳定 状态 到稳 定状 态 的转变 过 程 , 在这 一转 变 过程 中抗 滑桩 的 受力 和变 形 状况 是非 常复 杂 的 , 很难 从 中找 出变 化规 律 . 抗滑 桩和 岩土 体共同构成 一个 有机 的受 力体 系 , 在这 一体 系 中桩 体是 一个 被动 的承 载 结 构 . 当达 到加 固 效果 时 , 抗 滑桩 的受 力和 变 形 就 和 被 加 固体一道 共 同处 于 一个 相 对 稳 定 的 平衡 状 态 . 就 土边 坡 而言 , 抗 滑 桩 的最 大 轴向力 出现 在 桩 体 的中间位 置 , 而 最大 剪应 力 则位 于抗 滑桩 高度 的处 , 桩 体 反 向剪 应 力的变化 点基本上 处于 同一 水 平 , 而这 一位 置 恰恰是 抗 滑桩 的破损 点 . 因而 , 根 据 工 程对 象的实际 情况 , 在设计 中应 充 分考虑 到 这一位 置 的所 在 , 并 强化 抗滑 桩局 部结 构 . 本 文数 值分 析 是基 于土 质 边坡 , 因而 所 得 出 的计算结 果和结 论 具有一 定 的局 限性 , 但 是对 于 同类 型 的工程 具 有一 定的 实 际意 义 . 之越只侧缸 参 考 文 献 图 13 杭 滑桩 的剪 应 力变化 轮 廓 F ig . 13 P fo t o f s h e a r fo r e e a c et d o n a n i-t s lid i . g Pi le s 4 结论 设 置在 岩 土 中 的抗滑 桩 , 由于 变形 和 受力 不 仅 与 桩体 的属 性有 关 , 而 且还 取决 于周 围岩 土 的 性 质 . 在 土 质边 坡 中 , 抗滑 桩 一方 面 可 以阻 止坡 体 的滑 移 , 另 一方 面又 向其周 边 的 、 土体施 加 主动 土 压 力 , 是 多项 载 荷和 多 向载荷的 承载 体 , 因而 其 受 力状 况 比 较 复 杂 . 按 照 V丙n k l er 模型 所推 出 l 李 仁 平 , 陈仁朋 , 陈云 敏 . 阻滑 桩加 固土坡 的极限设 计 方法 [J ] . 浙江 大 学学报 , 2 00 1 , 3 5 ( 6 ) : 6 1 8 2 高永 涛 , 吴 顺川 , 孙金 海 . 预应 力 锚杆 固段 应力 分布 规 律及应 用 [ J ] . 北 京科技 大 学学 报 , 2 0 0 2 , 2 4 ( 4 ) : 3 8 7 3 戴 自航 , 抗 滑桩 滑坡 推力 和桩 前滑 体抗 力 分布规 律 的研究 [J] . 岩石 力 学与工 程 学报 , 20 02 , 21 (4) : 5 17 4 M夕lon 由 s G e o笔 e , G a z 思 ast eG o 很e . L at aer l vi bar t lon an - d il n t e nr a l fo cr e s o f gr o uP e d Pi l e s in lay e er d 5 0 11 [J ] . J o ur - n al of eG o et e hn ical an d eG o en vi r o n m en alt E n g in e ejr n g (A S C E ) , 19 99 , 12 5 ( l ) : 1 6 5 p i lk即 认伯】etr D , hZ an g P iny u . M o d帅 F omr u lat i o n for S at i c s an d D y n am i e s一A S etr s s an d S atr i n A PP r o a e h [M] · M c g ar w 一11 : M e gr a w一川 B o ok C om P a n y, 1 9 7 8 6 M aJ 改l s N, G aZ e枉` G . D y n翻 i c Pi l e 一 5 0 11一 i l e i n t e ra c t j o n