路肩式预应力锚索桩板墙数值模拟分析
预应力锚索加固边坡的FLAC3D数值模拟分析
文献标识码 ： Ｃ
文章编号 ： １ ０ ０ ８— ３ ３ ８ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３— ０ １ ０ ７— ０ ２
预应力锚索支护技 术是边坡 加固的先进技术之一 ， 在 国 内外工程 中得 到广泛 应用 ， 但其 理 论研 究 还相 对滞 后。因 此， 结合工程实际 ， 利用 Ｆ Ｌ Ａ Ｃ ３ Ｄ软件 ， 对边坡 的锚 固作 用效 果及边坡稳定性状态进行数值模拟分析 ， 对边坡加固工 程具 有重 要 的 现 实 意义 。
为０ ． ２— ０ ． ６ ＭＰ ａ 。
生产 厂 家 提 供 的 出 厂 证 明 取 得 ， 具 体参 数 如 下： Ａ＝ １ ４ ０ ｍ ｍ ， Ｔ ＝ ２ ． ６ ｅ Ｎ ， Ｅ＝ １ ． ９ ５ ｅ “ Ｐ ａ ， 灌 浆体 的参数 经现场 抗拔试验 获得 ， 具体参数为 ｇ ｒ ＿ ｃ ｏ ｈ ＝ １ ０ ｅ ， ｇ ｒ ＿ ｋ＝ ２ ｅ 。 ２ ． ２ ． ３ 边界条件 以及初 始条件的设置 根据 以上建立 的模 型和 实际情 况限制模 型底部任 何方 向的位移 和右侧水平方 向的位移 ， 模型上部 与边坡部位为 自
＝２ ０ ｋ Ｎ ／ ｍ ， Ｃ＝６ ０ ｅ Ｐ ａ， ＝２ ０ 。 ， Ｋ ＝３ ． ５ ７ ｅ ７ Ｐ ａ
，
为保证贵惠高速公路区间各 路段 高边坡 的稳定 ， 坡 比采 用１ ： ０ ． ５～ １ ： １ ， 坡高 １ ０ ｍ一级 ， 采用框架式锚杆 和框架预应
Ｃ＝
２ ． ０ ８ ｅ Ｐ ａ， 锚索钢绞线 的横截 面积 、 抗 拉强度 、 弹 性模 量从
力锚 索联 合支 护 等 处 治 措施 ， 锚杆长 ６ ． ０ ｍ， 锚 索长 ６— ２ ６ ｍ， 间距 ５ ｍ ｘ ４ ｍ。预应力 锚索采用无 粘结 钢绞线 Ａ Ｓ Ｔ － Ｍ Ａ ４ １ ６—８ ７ ａ 标准 ２ ７ ０级 ７ 中１ ５ ． ２ ４ ａ ｒ ｍ。锚 固段长度 ８ ｍ， 钻 孔孔径 ‘ ｐ １ ３ ０ ｍｍ， 锚索孑 Ｌ 内 自孔底 一次性 压满水 泥浆 ， 注浆 压力为 ０ ． ３ ５— ０ ． ６ Ｍ Ｐ ａ 。锚 索 自由段采用 防护油及 塑料 管 隔离 ， 每束锚索设计施加张拉力 ８ ５ ０ ｋ Ｎ 。锚杆材料采用 ２ ５ 水泥砂浆 锚 杆 ， 施 工时 下 倾 与 水 平 夹 角为 ３ ０ 。 ， 允 许 误 差 ±１ 。 ， 锚杆注浆 的水泥浆 强度必 须保证 ９３ ０ ＭＰ ａ ， 注浆压 力
预应力锚索FLAC3D分析
（5－7）
式中，λ，µ为拉梅常数；θ = εij = ε11 + ε22 + ε33 ，即体积应变；
δ ij
=
⎧1 ⎩⎨0
(i = j) (i ≠ j)
因此单元的平均应力增量可表达成：
<
∆σ ij
>=
λδ ij
<
∆θ
>
+
v E
I1δ ij
（5－8）
同时，若以应力表示应变，则其本构关系为：
<
∆eij
>= 1 + v E
5.3 计算模型
模型范围：计算模型前缘以公路中心线为界，后缘以公路中心线向后延伸
60m，沿坡面方向上取 52.5m，底面以路面以下 20m 为界。 地质概化模型：考虑地层单元参数取值的方便，综合 XX 省水文地质工程地
质勘察研究院的岩土工程勘察报告，将坡体结构概化为四层第四系坡积层、残积 层、风化花岗闪长岩层和新鲜花岗闪长岩层等四层。本次计算中，共划分了 5600 个单元，6290 个节点。
FLAC 程序的基本原理和算法与离散元相似，但它却象有限元那样适用于多 种材料模式与边界条件的非规则区域的连续问题求解；在求解过程中，FLAC 采 用了离散元的动态松驰法，不需要求解大型联立方程组（刚度矩阵）。同时，同 以往的差分分析方法相比，FLAC 不但可以对连续介质进行大变形分析，而且能 模拟岩体沿某一软弱面产生的滑动变形，FLAC 还能在同一计算模型中针对不同 的材料特性，使用相应的本构方程来比较真实地反映实际材料的动态行为。此外， 该方法还可考虑锚杆、挡土墙等支护结构与围岩的相互作用。
算准确度和计算精度。所以各地层的参数取值是数值模拟中关键的一环。
锚索桩板墙受力分析与应用
Value Engineering0引言锚索桩板墙是一种轻型支挡锚固结构。
主要工作原理为：通过锚索与桩板墙协同工作来对岩土体进行变形控制，增加边坡稳定程度，改善边坡土体的应力状态。
锚索桩板墙做为支挡结构的优点为降低结构自重、节省圬工材料。
因此该结构具有较好的经济效益，被广泛应用于公路工程。
该结构为主动支挡型，结构受力较为复杂，技术人员对工作机理的认知程度还有待提高，因此在原有理论基础上进行了深入的研究。
1工程概述本文所依托工程为湖南某地区高速公路的高填方边坡，坡顶与坡脚间垂直高度约为20m ，边坡坡率为1:0.5。
对路基进行正常填筑过程中会出现边坡级数较多，稳定性不足的情况。
受地形条件和用地范围限制无法进行自然放坡，应对路堤进行收坡处理。
当对边坡进行挡墙布置时，挡墙最大设置高度理论值可达到18m ，施工过程中虽出现大于18m 挡墙，但是安全性和经济性较差。
经过对高边坡处置方案的综合考虑，最终决定支挡结构选用锚索桩板墙。
该支挡方式既解决了挡墙过高安全性不足问题，还可以对边坡进行收坡处理。
2工程地质条件及稳定性评价2.1地质情况根据本项目地勘资料和钻孔信息对地层结构进行分析如下所示。
对地层状况进行分类时，主要考虑因素为：地层形成时代、地层成因。
通过地勘钻孔深度可知：上覆地层为Q4el+dl （第四系全新统残坡积）；下伏基岩为震旦系下统江口组（Zaj ）砂岩。
地层由上到下信息情况如表1所示。
2.2岩层特征本项目左侧路基存在较多填方边坡，该桩号段落内最大填土高度为20m ，边坡特性为岩土体边坡，主要岩性为粉质黏土（含碎石）和强风化砂岩。
岩层产状143°∠65°，岩层属斜交顺向坡，交角为56°，因此该工点存在较大可能的顺层滑动。
岩层正常工况下粘聚力取值为35kPa ，内摩擦角取值为32°；暴雨工况下粘聚力取值为28kPa ，内摩擦角取值为26°。
3桩板墙受力分析锚索桩板墙理论受力分析如表2所示。
地下洞室预应力锚杆锚固机理及数值模拟分析的开题报告
地下洞室预应力锚杆锚固机理及数值模拟分析的开题报告一、研究背景地下洞室作为地下空间中重要的人工结构，其安全稳定性关系到工程的可持续发展。
预应力锚杆作为地下洞室支护用的主要设备，其贡献不可忽略。
因此，研究预应力锚杆锚固机理及数值模拟，对地下洞室的安全稳定性具有重要意义。
二、研究内容1. 预应力锚杆锚固机理研究：通过对锚杆锚固原理的分析，建立锚固机理模型，探究锚杆锚固过程中的应力变化规律。
2. 数值模拟研究：采用有限元数值模拟方法，研究预应力锚杆锚固后地下洞室的变形和应力分布情况，探究锚杆锚固对地下洞室稳定性的影响。
3. 实验研究：结合现场实际情况，建立预应力锚杆锚固的现场模型，开展相关实验研究，为数值模拟提供数据支持。
三、研究方法1. 文献分析法：通过查阅相关文献资料，掌握预应力锚杆锚固的基本原理、机理和应用情况。
2. 数值模拟法：采用ANSYS等有限元分析软件，建立预应力锚杆锚固的数值模型，进行模拟计算，探究锚固机理，分析锚杆锚固对地下洞室的影响。
3. 现场实验法：根据研究需要，采用实验室模型和现场模型相结合的方式进行实验研究，为数值模拟提供数据依据。
四、研究意义1. 为地下洞室的安全稳定提供理论依据和技术支持，为工程实践提供借鉴。
2. 对预应力锚杆锚固机理进行深入研究，为改进锚固技术提供参考。
3. 通过数值模拟和实验研究，对现有的预应力锚杆锚固技术进行验证和完善，提高地下洞室的安全稳定性。
五、预期效果1. 探究预应力锚杆锚固机理，深入了解其工作原理和应对策略。
2. 建立数值模拟模型，对地下洞室的稳定性问题进行数值计算研究，探讨预应力锚杆锚固对地下洞室的影响。
3. 结合现场实际情况，开展相关实验验证，为数值模拟提供支持。
4. 对现有预应力锚杆锚固技术进行改进完善，提高地下洞室的安全稳定性。
预应力锚索锚固机理数值模拟分析
5科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI ON 2008N O.09SCI ENC E &TEC HNO LO GY I N FO RM A TI ON 工业技术预应力锚固技术是在预应力混凝土的基础上迅速发展起来的一项技术，随着高强度钢材和钢丝的出现以及钻孔和注浆技术的发展，预应力锚索在工程上得到了广泛的应用，并在改善岩土体的状态，提高岩土体的承载力和稳定性等方面的作用被大量的工程实践所证实。
它与普通锚杆相比，一是锚索长度较长，能够深入较稳定的岩层和土层中，二是可施加大的预应力。
锚索加固岩体的实质就是通过锚索对被加固的岩土体预先施加压应力，限制岩土体的有害变形的发展，从而保持围岩稳定。
但由于预应力锚索锚固作用机理十分复杂，影响预应力锚固效果的因素众多，目前这方面的研究尚处于探索阶段，还远不能满足工程实践的需要。
现针对预应力锚索加固技术，采用数值模拟方法，对它的加固机理及其设计预应力锚索时应注意的问题进行研究讨论。
1锚索的类型及结构锚索是采用有一定弯曲柔度的钢绞线通过预先钻出的钻孔以一定的方式锚固在岩土体深部，外露端由工作锚通过压紧托盘对围岩进行加固补强的一种手段。
1.1锚索类型按钢绞线的根数分有单根锚索和锚索束；按锚固方式分有树脂锚固锚索、水泥锚固锚索及树脂水泥联合锚固锚索；按锚固长度分有端部锚固锚索和全长锚固锚索；按预紧力分有预应力锚索和非预应力锚索。
(1)树脂端部锚固锚索树脂端部锚固的特点是采用搅拌器绞碎数值药卷，对锚索进行端部锚固，其安装孔径为φ28mm ，用普通单体锚杆机可完成打孔、安装。
树脂端部锚索支护技术在破碎、软弱和高应力岩土层中应用较多。
(2)注浆锚固锚索注浆锚固锚索的特点是采用多根钢绞线，全长锚固，钻孔直径大，承载能力高。
由于采用注水泥砂浆锚固，因而需要一定的固化时间。
(3)树脂注浆联合锚固锚索树脂注浆联合锚固锚索兼有树脂端部锚固锚索和注浆锚固锚索的优点，单根钢绞线，先用锚索搅拌树脂锚固剂，进行端部锚固；树脂端部锚固后，可施加预紧力，使锚索及时承载；树脂端部锚固后实施水泥注浆，进行全长锚固；施工采用单体锚索钻机，施工速度很快。
预应力锚杆及其作用机理的数值模拟
拱， 并 推 导 了该 加 固拱 厚 度 与 锚杆 长 度 的 近 似 关 系 。最 后 对 预
应力锚杆的多种作用机理进行 详细 总结 ， 可 以得 出， 高预 应力
４ 结 语
２ ） 在低 围压下 ， 围岩的强 度对围压 非常敏感 ， 较 小的 围压
即可使 围岩的强 度有较大 的提升 。尤其是巷道周 边 ， 围岩的径
为锚杆施加 的预 紧力 对于巷道 的支 护起 到的作 用非常 关 键， 本文通过数值模拟软件 Ｆ Ｌ Ａ Ｃ ３ Ｄ数值模拟 了端锚锚杆 预应
具有粗大孔的材料 因其水分不易存 留， 其吸水率 常小于孔
隙率 ； 而那些孔 隙率较 大 ， 且 具有细 小开 口连 通孔 的亲 水性材 料具有较大的吸水能力 。材料内部除了孔 隙的多少 以外 ， 孔隙 的特征状态也是影响其性 质 的重 要 因素之一 。材 料 的孔 特征
生冻融循环 的现象造成破 坏。
技 术研 发
Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ ０ Ｌ ｏ ＧＹ Ａ Ｎ Ｄ ＭＡ Ｒ Ｋ Ｅ Ｔ
Ｖ ０ 【 ＿ ２ ２， ０ ． ７， ２ ０ｌ ５
径 向围压 ， 使围岩的受力状态恢 复为 三 向应 力状态 ， 从 而提 高
围岩的残余强度 ， 提高了围岩的 自承载能力 。
成 了统一 的锚 固体 ， 具有一定 的承载能力 。
向应力几乎为 ０， 锚 杆群 向围岩施 加 的径 向围压 ， 使 其强度 得
到较大提升 。 ３ ） 锚杆杆体本身具有较强 的抗剪ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ用 ， 锚杆群 与围岩组 成 的锚 固体 ， 具有较大 的抗 剪切强 度 ， 减 小 了围岩切 向应力集 中
预应力锚拉支护体系中锚杆拉拔作用数值模拟方法研究
预应力锚拉支护体系中锚杆拉拔作用数值模拟方法研究摘要：预应力锚拉支护结构一般由挡土结构体系和外拉锚杆体系两部分组成。
锚杆抵抗拉拔力作用可以这样理解：当锚杆受到拉拔力作用时，拉拔力将有自由段传至锚固段，在锚固段杆体将荷载作用传递至灌浆体，灌浆体再靠与土体之间的摩擦和粘结作用将应力传递到周围土体。
由于预应力锚杆受力机理的特殊性，所以在基坑及边坡工程支护结构中，现有预应力锚杆的数值模拟方法都难以得到与实际相符或接近的结果，因此，本文在对其抗拔原理和现有理论进行分析的基础，利用ABAQUS软件探索对其进行合理的数值模拟方法。
关键词：预应力、锚拉支护、锚杆、拉拔力、数值模拟一、抗拔作用原理在预应力锚拉支护结构中，锚杆作为受拉构件，主要是通过杆体、灌浆体和岩土体的共同作用来抵抗拉拔力的，如图1所示，锚杆杆体受到拉力作用，经自由段传递到锚固段，经过杆体与灌浆体接触面以剪应力的形式传递到灌浆体中，然后通过灌浆体与周围土体接触面传递到岩土体[1]。
随着锚杆拉拔力的逐渐增加，各接触面的粘结破坏将沿锚杆长度方向逐渐发展，当达到最大粘结力时，杆体就会发生相对位移，各接触面之间将产生摩阻力，并逐渐发展直到极限摩阻力。
图1 锚杆受力图锚杆拉拔试验表明：锚杆位移量与外拉荷载的大小有关，即随着外拉荷载的增大杆体位移量也变大，不过锚杆具有极限承载力，当外拉荷载达到锚杆极限承载力时，即使不再增加，杆体的位移也会继续增加，这说明锚杆已经达到破坏状态。
本文采用莫尔-库伦定理计算锚杆灌浆体与岩土体之间的相互作用力[2-4]，采用Mindlin问题的位移解来计算锚杆沿杆体长度方向所受的轴力及接触面剪应力[5-8]。
二、锚杆拉拔作用数值模拟方法（一）方法一及其结果分析1．模型的建立（1）模型尺寸。
预应力锚拉结构，一般有外拉锚头、锚杆自由段和锚固段组成。
首先可以这样建立Model-1来模拟锚杆拉拔试验：取10m×10m×25m的长方体块作为锚固体计算模型，锚杆布置在长方体块中心，将锚杆和注浆体视为一体，锚杆长度取20m，其中自由段5m，锚固段15m，锚固段嵌入土体，如图3所示。
预应力锚索桩板墙土压力分布试验研究
土后土压 力 的大小与分 布规 律 。
１ ２ １ 挡 土板 的计 算模型 ．． 根据板 所放 置 的位 置和 刚度 ， 一般 有两 种情况 ：
１ 桩 、 土 压 力 分 布研 究 板
预应 力锚索 桩板墙 的工作 机理 ： 桩后 填土 、 活载 及 坡体推 力产生 的水 平 土 压力 通 过 挡 土板 、 滑 桩 抗
力 与桩背 法 线形 成 的 夹 角 ｏ ； ３ ａ ￣ 为 填 土 ） ｆ 一ｔｎ ；
内摩 擦角 （）ｔｎ ＝￣［ （ ＋ ）／ ｆ ＋ｆ ）； 。； ａ ／ １ ａ ］ （ ２ ３ ｙ为
土 的 重 度 （ Ｎ／ ） Ｈ 为 桩 锁 口 到 桩 顶 的 距 离 ｋ ｍ。 ； （ ；—Ｚ Ｈ； ｍ） ｒ ／ Ｚ为顶 面到 滑 动面 竖 直 方 向的 距 离 （ ；、 ２ ｆ 、 ｎ 、 Ａｌ ｍ） ｒ 厂 、 ３ ｔ ａ 、 均为无 量纲 系数 。 ａ 当墙 顶有 均布荷 载 ｑ 时 ， 。 计算公 式为 ：
摘 要 ：总 结 了预 应 力锚 索 桩 板 墙 上 土 压 力 分 布 的研 究现 状 ， 分析 了桩 一 索一 板 的 工 作机 理 ， 并
以宁道 （ 远一 道 县） 速公 路 预 应 力锚 索桩 板 墙 试 验 数 据 为 依 据 ， 讨 了抗 滑 桩 和 挡 土板 上 土 压 宁 高 探
一
一
十 ＋
Ｌ 一ｒ 一 一 １ ） ［ １ 一（ － ｒ ］ 一 ） （ ， Ｊ
（ ２
前 提下 ， 考虑桩 、 土压力分 担 比、 索预 应力 、 板 锚 土拱
效 应等 因素 ， 析抗 滑桩 、 土板在 填土过 程 中和填 分 挡
１ ２ 挡 土 板 土 压 力 分 布 ．
同时 ， 经典 土压力 理 论 也无 法 考 虑诸 多 因素对 土压 力 的影 响 。因此 ， 应 力锚 索 桩 板墙 设 计 带 有很 大 预 的经验性 和盲 目性 ， 结 构工 作 机理 和 设 计 计算 理 其
路肩式预应力锚索桩板墙数值模拟分析
路肩式预应力锚索桩板墙数值模拟分析卢昌松【摘要】山区高等级公路由于受到地形地质条件限制，路肩式预应力锚索桩板墙是技术上可行、经济上合理的一种支挡结构。
本文采用有限差分计算方法建立了路肩式预应力锚索桩板墙数值计算模型，对降雨及地震条件下预应力锚索及抗滑桩的受力进行分析，并对抗滑桩和锚索在各种工况下分担下滑力的合理性进行了探讨。
【关键词】山区公路；路肩式预应力锚索桩板墙；数值模拟Cable Anchor Tied Pile-slab Wall on Embankment Shoulderof Numerical Simulation AnalysisLu ChangsongAbstract: As a result of geological conditions, cable anchor tied pile-slab wall on embankment shoulder is technically feasible and economical. In this paper, By using finite difference method, the calculating model of cable anchor tied pile-slab wall on embankment shoulder is established. At the same time on the rainfall and seismic conditions pre-stressed anchor and Anti-slide pile are analyzed, and the rationality of pre-stressed anchor and Anti-slide pile under the species conditions is discussed.Key words: mountain road,cable anchor tied pile-slab wall on embankment shoulder,numerical simulation0 引言高速公路路基一般较宽，在陡峻的山区地带线路稍微外移则是桥梁或高填方，向内移则是隧道或深挖方；由于桥梁和隧道方案的工程造价均较高，加之山区地带隧道或深挖方大多会造成大量弃方，容易造成环境污染。
高速公路边坡预应力锚索桩板墙结构参数优化与受力特征分析
高速公路边坡预应力锚索桩板墙结构参数优化与受力特征分析刘兴雷;吴顺川;韩龙强;曹振生
【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2024(24)15
【摘要】桩板墙是高速公路滑坡治理中常用的一种支护措施,其结构参数的优化设计是工程施工的研究重点。
以云南省红河州建水(个旧)至元阳高速公路工程
AK0+560~AK0+660段桩板墙工程为背景,采用数值模拟与灰色关联分析、正交试验设计相结合的方法,研究桩体嵌固长度、桩间距、桩宽3种结构参数的影响与优化,最终验证优化后的结构参数在地震工况下的稳定性。
结果表明:桩间距为主要影响因素,桩体嵌固长度和桩宽的关联度相近,为次要影响因素;桩板墙结构参数最优组合为桩体嵌固长度15.0 m、桩间距5.0 m、桩宽3.0 m;地震工况下,抗滑桩悬臂段土压力以及桩身偏移量和沉降差满足规范要求,边坡稳定性较好。
【总页数】9页(P6439-6447)
【作者】刘兴雷;吴顺川;韩龙强;曹振生
【作者单位】北京科技大学;昆明理工大学国土资源工程学院;中电建路桥集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U417.1
【相关文献】
1.预应力锚索桩板墙受力现场测试与计算研究
2.锚索桩板墙结构锚索预应力的确定方法
3.预应力锚索桩板墙在高填方边坡中的失稳分析及加固研究
4.高边坡桩板墙与预应力锚索复合路基支挡结构施工
5.预应力锚索桩板墙加固隧道洞口边坡的动力响应特性研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
锚索数值模拟
预应力锚索锚固机理的数值模拟试验研究一、数值模型预应力锚固体系由外锚头、锚索体(也称自由段或张拉段)和内锚固段组成。
预应力一方面通过外锚头作用于岩体表面，另一方面通过锚索内锚固段与岩体之间的砂浆粘结作用于岩体，其结果使锚固岩体成为多种介质相互作用的复合体。
锚固体的计算模型取 50 m ×50 m ×50 m 的立方块，锚索布置在模型的中心，如图1所示。
锚索长度取 35 m ，内锚固段长度为 6 m ，外锚头混凝土垫墩的作用简化为岩体表面的分布力，内锚固段锚索采用锚单元模拟，自由段锚索则简化为内锚段端部的集中力。
靠近外锚头的岩体表面为自由面，中部 1 m ×1 m 的范围内作用有水平方向的均布力，均布力的大小根据预应力锚索不同的张拉力来确定；其他部位的岩体表面均采用法向约束条件。
数值模拟中，岩体采用 8 节点的六面体单元模拟，网格由锚索体向外呈放射状逐渐由密变稀，具体见图 2 所示。
分别按照不同的吨位施加预应力，以研究不同锚固力(T =1 000，1 500，2 000，3 000 kN)作用下沿着锚索轴向、径向岩体的应力与应变的分布规律以及锚索内锚固段的轴力、浆体界面上的剪应力分布特征。
图1 单锚数值模型试验图图2 网格剖分 图二：数值模拟结果通过多种方案的数值模拟试验，获得下列认识：(1) 锚索张拉力在锚索垫墩周边的岩体中形成了一个压应力集中区，也称表层压缩区。
压应力量值及压缩变形在锚索中心部位最大，沿径向减小；在轴向随深度增加而递减。
(2) 随着预应力值的增加，岩体表层压缩区的延伸范围表现出逐渐增大的趋势；压应力量值及压缩变形也随锚固力的增加而增加。
故预应力吨位的提高将进一步挤紧和压密表层岩体，限制岩体的变形并改善岩体的力学性状。
(3) 由图3可见，在内锚固段周边岩体为拉、压变形和拉、压应力区的交汇地带，靠近自由段部位为压缩变形与压应力区；靠近内锚段末端为拉应力与拉变形区。
基坑支护锚索预应力损失数值模拟
基坑支护锚索预应力损失数值模拟通过FLAC3D建立了一个桩锚体系的数值模型，并对模型计算结果的水平位移和竖直位移加以分析，说明建立的模型较适合，得到了比较理想的结果。
通过总结现场施工理论，可为指导后续类似工程建设参考。
预应力锚索自工程应用以来，已经越来越频繁地应用于众多的实际工程中，包括水利水电、矿山、公路铁路及大多数的基建工程中，可以说预应力锚索及其支护体系已经成为边坡和基坑支护的主要手段之一。
预应力锚索凭借其在改善边坡岩土体应力分布，提高岩土体的整体的承载力和完整性方面发挥越来越重要的作用，已经广泛应用于世界各地。
但锚索预应力的损失及其影响因素的作用机理仍然不是特别明确，尤其是对于较破碎岩土体的边坡，与工程实践相比还有很多不足，缺乏深入系统的理论研究，并且近几年的预应力锚索边坡因锚索失效导致的滑坡也造成了极坏的社会影响。
1工程概况旧城及棚户区改造项目位于贵阳市，场区东侧紧邻河滨公园，交通便利。
该项目所在场地按建设需要划分为3个地块，其上拟建有7栋单体建筑，规划用地面积65986m2，总建筑面积557007.4m2，建成后将成为贵阳市的地标级城市综合体。
开挖后的基坑深度大于30m，将形成高度（19.0~38.3m）不等的基坑边坡。
场地基岩为较破碎的白云岩，属于碳酸盐岩系，且位于岩溶发育地段，不良地质作用一般发育，场地复杂程度为二级（中等复杂场地）；场地岩土种类较多，主要为杂填土，红粘土、强风化白云岩及中风化白云岩，性质变化较大，地基等级为二级（中等复杂地基）。
1.1周边环境工程位于贵阳市瑞金南路旁，北侧临贵州省总工会及一在建高层（31层），南临瑞花巷旁（人员非常密集），西侧为花溪大道。
工程周边环境较为复杂，边坡安全等级均为一级。
1.2地层构造及岩性本场地位于贵阳向斜北部、图云关断层的西侧、五里关背斜的东侧，呈单斜缓倾构造，场区岩体节理较发育，岩体较破碎。
1.3水文条件（1）地表水场区原为商业用地，场地内无地表水。
边坡预应力锚索加固的数值模拟方法研究
RESEARCH ON METHOD OF NUMERICAL SIMULATION OF PRESTRESSED ANCHOR CABLE IN SLOPE
LI Ning1 2，ZHANG Peng1，YU Chong1
，
(1. Institute of Geotechnical Engineering，Xi′an University of Technology，Xi′an，Shaanxi 710048，China； 2. State Key Laboratory of Frozen Soil Engineering，Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute， Chinese Academy of Sciences，Lanzhou，Gansu 730000，China)
(a) 两点集中力法
3
预应力锚固数值模拟方法的改进
笔者通过近几年对小湾饮水沟堆积体、拉西瓦
2 变形体、大柳树厂房上游边坡、马来西亚巴贡引 水发电系统上下游边坡、锦屏水电站坝肩边坡稳定 性分析中研究探索，先后提出过两种预应力锚固模 拟方法，这两种方法均是在原有两点集中力法的基 础上，致力于解决锚索模拟中刚度贡献问题。 3.1 后续张拉补偿法 该方法对预应力锚索的自由段模拟仍采用集中 力模型，即在锚索自由段两端节点上加一对等值反 向的作用力(或锚头处采用均布力反压)。根据开挖 台阶不断下切，预应力锚索的刚度作用采用应力补 偿方法实现，即后续补偿力通过数值仿真分析出围 岩锚固后在外荷载下的变形，然后再利用这一变形 反算出补偿力增量，在下一次施工中用“附加预应 力”来模拟它。基本假定预应力锚索对围岩刚度影 响忽略不计，则后续开挖后，锚索处的新增变形引 起的锚索预应力增加 ∆F ： ∆d EA0 ∆F = I0 3.2 集中力+杆单元方法——复合杆单元法 该方法为了克服上一方法工作量大的缺点，通 (1) 过锚索张拉阶段自由段锚杆单元不激活，在自由段 两端施加一对反向集中力或坡面锚头施作等值均布 压力；待锚索锁定下台阶开挖变形阶段，再将锚索 单元激活，使锚索刚度发挥作用约束边坡的后续变 形。 该方法借鉴了两点集中力法与只承拉不承压杆 单元法中可取之处，即吸收了两点集中力模拟锚索 应力贡献优势，同时又通过激活杆单元时间控制来 达到只承拉不承压杆单元的锚索刚度贡献的相同功
关于锚杆本构及其数值模拟分析总结与思考
纯拉：
纯拉
何礼理
纯剪 拉剪
PILE
耦合
(1)塑性之前（OA 段），杆体拉力随着 拉应变的增加而线性增长； (2)屈服后，杆体 轴力保持不变（AB 段）；(3)当杆体的应变大于拉断破坏 应 变时，锚杆拉断,杆体拉力变为(BC 段)。
6
纯剪：
（1）在杆体受到的剪力达到抗剪极限 能力之前，其剪力随着剪 切位移的增 加而线性增加（OA 段）； （2）当杆体达到剪切 极限受力状态 时，杆体产生剪断破坏。
拉剪耦合：
纯剪： 拉剪耦合：
栾恒杰
拉剪
曹艳伟
PILE
6
耦合
蒋宇静
二、 关于 FLAC3D 中材料及结构单元二次开发的思考
（1） 深部巷道二次开发锚杆、锚索、锚网索支护稳定性控制模型 上述文献[1-9]对 FLAC3D 锚杆单元抗拉、抗剪、拉剪耦合方面二次开发及破断理论进行了详 细阐述，并在模拟实际工程取得良好效果。支护与围岩形成的相互协调的承载共同体是巷道围 岩控制的核心，但是目前文章[1-18]仅仅是对锚杆、锚索支护结构单元自身进行研究，一是缺乏 对恒阻吸能、恒阻大变形锚杆单元结构进行二次开发；二是缺乏二次开发锚杆单元与原结构单 元在静态围岩应力场对比、动态应力场演变规律量化分析、函数拟合，静态围岩位移场对比、 动态位移场演变规律量化分析、函数拟合；三是缺乏二次开发锚网索单元耦合与原结构单元在 静态围岩应力场对比、动态应力场演变规律量化分析、函数拟合，静态围岩位移场对比、动态 位移场演变规律量化分析、函数拟合，从而形成动、静应力作用下深部巷道二次开发结构单元 锚杆、锚索、锚网索支护稳定性控制模型。 围岩应力场稳定是巷道稳定的基础，国内外研究学者对围岩应力场演变进行了深入研究， 其研究现状如下： Antonio, B.[19]对深部隧道围岩应力场进行深入研究，通过围岩应力和位移变化揭示应力场 演变规律；Mohammad, R.Z.[20]研究了深部隧道围岩内弹塑性分区，对塑性损伤区给出了应力和 位移的解析解；Srisharan, S.[21]将深部煤矿巷道围岩简化为等效连续体，并使用离散元法对围岩
预应力锚索锚固效应数值模拟分析
Ｔｅ ｍ ， ｉ ｎｇ ｕ Ｂｕｒ ａ ｅ ｏｇ ｎｄ Ｍ ｉ ｒ ｌＲ ｅ ｏ ｃ ｓ Ｘ ｕｚ ｏｕ， ｉ ｎｇ ｕ ２ ０ ａ Ｊａ ｓ ｅ ｕ ｏｆＧ ｏｌ ｙ ａ ｎｅ ａ ｓ ｕｒ ｅ ， ｈ Ｊ ａ ｓ ２１ ０４， Ｃｈｉ ） ｎａ
第 ｌ Ｏ卷 第 ４期
２１ ０ ０年 １ 月 ２
徐 州 建 筑 职 业 技 术 学 院 学 报
Ｊ ＯｕＲＮＡＩ ＯＦ ＸＵＺＨＯＵ ＮＳ ＴＵＴＥ ＯＦ ＡＲ Ｉ ＴＩ ＣＨＩ ＴＥＣ ＴＵＲＡＩ ＴＥ ＣＨＮＯＬ ＯＧＹ
Ｖ０ Ｊ ０ ｏ ４ ｌ １ Ｎ ．
Ｄｅ．２ １ ｃ ０ ０
预 应 力 锚 索 锚 固 效 应 数 值 模 拟 分 析
郁 浩 侯 圣 权 。 李 忠 宝。 ， ，
（１ 徐 州 市 交 通 规 划 设 计 研 究 院 ， 苏 徐 州 ２ １ ０ ． 江 ２ ０ ０；
２安徽 省 煤炭 科学 研 究 院 ， 徽 合肥 ２０ ０ ； ． 安 ３ ０ １ ３ 江苏 省地 质 矿产 局第 五地 质 大 队 ， 苏 徐 州 ２１ ０ ． 江 ２ ０ ４）
ｄ ｃ ｅ ｓ ｄ ｇ ｎｅ ａ ｌ ｎ ｔ ｇ ｔｖ — ｘｐ ｅ ｉｌｆ ｒ ， ａ ｄ ｔ ｈｅ ｉ ｔ ｅ ｓ ｔ ａ ｆ ｒ ｅ ｎ ｄ ｐ ｈ ｅ ｒ ａ ｅ ｅ ｒ ｌｙ ｉ ｈｅｎｅ ａ ｉ ｅ ｅ ｏｎ ｎｔａ ｏ ｍ ｎ ｈｅ ｓ ａｒｎｇ ｓ ｒ ｓ ｒ ｎｓ ｅ ｒ ｄ ｉ ｅ ｔ
预应力锚索的三维数值模拟及其锚固机理分析
参考内容
引言
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
预应力锚索是一种广泛应用于岩土工程中的加固措施，可以有效提高岩体稳 定性，防止岩体变形和破坏。然而，预应力锚索的锚固机理较为复杂，涉及到多 个因素，如岩土力学性质、锚固材料特性、锚固深度等。为了更好地理解和应用 预应力锚索，本次演示将对预应力锚索的锚固机理进行深入研究。
预应力锚索的基本结构
6、结果分析：根据试验数据进行分析，评估锚索的锚固性能，为工程设计 提供依据。
四、注意事项
1、试验前应对试验设备进行检查和校准，确保设备的准确性和可靠性。 2、在试验过程中应保证安全，避免因操作不当导致的意外事故。
3、在记录数据时应注意数据的准确性和完整性。 4、对试验结果进行数据分析时应注意数据的可靠性。
在本次演示中，我们将探讨预应力锚索锚固机理的数值模拟试验研究。首先， 对预应力锚索的结构和特点进行简要介绍。其次，针对数值模拟试验的原理和方 法进行阐述，包括有限元法、离散元法等。再次，通过数值模拟试验，对预应力 锚索在不同条件下的锚固效果进行深入研究，包括不同预应力大小、不同锚固段 长度等。最后，对预应力锚索锚固机理进行总结和分析，提出改进意见和建议。
预应力锚索的锚固机理分析
预应力锚索的锚固机理主要包括两个方面：锚索对岩体的约束作用和应力场 的分布特征。
首先，锚索对岩体的约束作用主要包括拉伸约束和弯曲约束。在预应力状态 下，锚索对岩体产生拉伸作用，使岩体处于三向受压状态，从而提高其稳定性。 此外，锚索的弯曲约束作用也可增加岩体的承载能力。
其次，预应力锚索的应力场分布特征也是影响其性能的重要因素。在预应力 作用下，锚索的应力分布不均匀，呈现出两端高、中间低的趋势。此外，锚索还 会对周边岩体产生一定的影响，形成应力场。
预应力锚索加固边坡的数值模拟分析
பைடு நூலகம்
预 应 力锚 索 加 固边 坡 的数 值 模 拟 分 析
Ｎｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｓｉ ｍ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ａｎａ ｌ ｙｓ ｉ ｓ ｏｆｐ ｒ ｅ ・ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｅ ｄ Ａｎ ｃ ｈｏ ｒ Ｃａ ｂｌ ｅ ｉ ｎ Ｓｌ ｏｐ ｅ Ｒｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｍｅ ｎｔ
ｇ ｒ ｏｕ ｔ ａ ｎ ｃ ｈ ｏ ｒ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ｇ ｒ ｏ ｕ ｔ ａ ｎ ｃ ｈ ｏ ｒ ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｉ ｎｇ ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ ａ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｂ ｙ ｎ ｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎｇ ｔ ｈ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ， ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ －
锚 索具 有 一 定的 优 越 性 关键词 ： 边 坡 工程 ； 预 应 力锚 索 ： 数值模拟 ； 边 坡 稳 定 性 中图分类号 ： Ｔ Ｕ４ ５ ７ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ ｔ 一 ９ １ ０ ７ （ ２ ０ １ ５ ） １ ０ － ０ ０ ４ １ — ０ ４
关志鹏 １ Ｉ ２ 一 。 雷 用１ ． ２ 。 胡 明１ Ｉ ２
（ １ 后 勤 Ｔ 程 学 院军 事 土 木 丁程 系 ， 重庆 ４ ０ １ ３ １ １ ； ２重 庆 市 城 乡 建 没 委 员 会 ， 重庆 ４ ０ ０ ０ １ ４ ； ３岩 土 力 学 与 地 质 环 境 保 护 重 庆 市 重 点 实 验 室 ． 重庆 ４ ０ １ ３ １ １ ） 摘要 ： 结合３ ｚ ． 程 实例 ． 采 用 有 限 元 软 件ＡＮＳ ＹＳ ． 对全粘结拉 力型、 自 由段 非 粘 结 拉 力 型和 压 力 型 预 应 力 锚 索加 固边 坡 进 行 数 值 计 算 ， 并 基 于强 度 折减法原理 ． 计 算 了边 坡 加 固前 后 的 稳 定 安 全 系数 ． 对 预 应 力 锚 索 加 固边坡 的 稳 定 性 进 行评 价 。 结 果表 明 ， 预 应 力锚 索加 固边 坡 后 ， 边坡的 最大 变形 、 最 大竖 向 位 移 、 最 大 塑性 等 效 应 变和 最 大等 效 应 力 均 较 小 ， 迪 坡 塑 性 区很 小 ， 并 且 有 限 元 计 算 得 到 的 稳 定 安 全 系数 满 足 要 求 ， 达 到 了加 固 边 坡 的效 果 ： 压 力型 预 应 力 锚 索 最 大 等 效 应 力 小 于拉 力 型 预 应 力 锚 索 ． 且 全粘 结拉 力 型 预 应 力 锚 索在 滑 带 处 产 生 应 力 集 中 ． 因此 压 力型 预 应 力
预应力锚索桩板墙计算研究_龙丽芳
文章编号 1004-6410(2009)01-0035-04预应力锚索桩板墙计算研究龙丽芳1,2,黄柳云3,李海民4,李丽芬4,黄世斌3(11广西大学土木建筑工程学院,广西南宁 530004;21柳州市市政工程有限责任公司,广西柳州 545005;31广西工学院土木建筑工程系,广西柳州 545006;41柳州欧维姆工程有限责任公司,广西柳州 545005)摘 要:预应力锚索桩板墙是一种/桩-板-锚0共同作用的新型支挡结构。
通过对预应力锚索桩板墙的侧向土压力、挡土桩板内力、桩嵌固深度、预应力锚索的设计锚固力、锚索长度、倾角等的计算理论和计算公式进行了系统介绍,为今后公路建设中的预应力锚索桩板墙设计提供了参考和借鉴。
关 键 词:预应力; 锚索; 桩板墙; 设计中图分类号:T U 457 文献标识码:A收稿日期:2008-12-13作者简介:龙丽芳(1976-),女,湖南邵阳人,柳州市政工程有限责任公司工程师,广西大学在读研究生。
0 前言预应力锚索桩板墙是近二十年来应用于陡坡高路堤的一种轻型支挡结构,其作用原理为路基的侧向土压力作用于挡土板和桩,挡土板的作用力传递给桩,再由桩将部分作用力传递给预应力锚索,由预应力锚索和桩与岩土体之间的锚固力形成平衡状态,达到路基的稳定和安全[1]。
这种桩-锚-板式路堤挡土结构受力明确,结构合理,技术经济效益十分显著。
相比较于一般的重力式挡土墙和锚索抗滑桩,预应力锚索桩板墙是一种新型支挡结构,到目前为止,尚无成熟的计算理论,特别是对于多层预应力锚索的桩板墙结构,可供查阅资料很少,对于工程计算,虽然有相关论文介绍,但基本上着重于施工方面,关于设计计算的内容虽有所介绍,但不够系统,本文将从工程角度出发,对预应力锚索桩板墙的侧向土压力、挡土桩板内力、桩嵌固深度、预应力锚索的设计锚固力、锚索长度、倾角等的简化计算进行系统介绍,为今后公路建设中的预应力锚索桩板墙计算提供一些参考。
基于数值模拟的高边坡支护结构预应力锚索桩板墙应用研究
基于数值模拟的高边坡支护结构预应力锚索桩板墙应用研究发布时间：2021-11-02T06:07:24.283Z 来源：《防护工程》2021年21期作者：姚忠明[导读] ：目前几种主要支护结构在高填方边坡加固中都存在着独特的缺陷和不足。
因此，本文基于数值模拟软件FLAC3D，以某高边坡支护工程为对象，通过建立有限元模型，对该高边坡工程的支护结构进行位移及轴力分析，结果表明，预应力锚索桩板墙支护结构能有效地加固填土边坡，控制其水平位移，提高其整体稳定性。
为高边坡的加固提供了新的方向，为高边坡的加固设计提供了更好的参考。
姚忠明重庆交通大学土木工程学院重庆 400047摘要：目前几种主要支护结构在高填方边坡加固中都存在着独特的缺陷和不足。
因此，本文基于数值模拟软件FLAC3D，以某高边坡支护工程为对象，通过建立有限元模型，对该高边坡工程的支护结构进行位移及轴力分析，结果表明，预应力锚索桩板墙支护结构能有效地加固填土边坡，控制其水平位移，提高其整体稳定性。
为高边坡的加固提供了新的方向，为高边坡的加固设计提供了更好的参考。
关键词：高边坡；支护结构；FLAC3D；预应力锚索1引言近年来，随着中国城镇化进程的不断加深，边坡工程已经成为公路建设和城镇建设的重要课题。
对于高陡边坡的力学分析、滑坡致因及治理措施的研究也越来越重要。
何红前将黄延公路黄土高边坡作为研究依托，应用数值模拟软件对其进行了稳定性计算，得到黄土中古土壤和钙质结核中较大的内聚力对边坡稳定的积极作用；顾垒以攀枝花市干通路九级岩质边坡为研究对象，基于极限平衡理论，采用Midas 有限元数值模拟软件分析了该岩质高边坡的加固治理措施的合理性。
本文针对高边坡支护结构中的预应力锚索桩板墙的应用进行数值模拟研究。
对于土质边坡，高度大于20m、小于100m；对于岩质边坡，高度大于30m、小于100m的边坡，其边坡高度因素将对边坡稳定性产生重要作用和影响，其边坡稳定性分析和防护加固工程设计应进行个别或特别设计计算，这些边坡称为高边坡。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
0 -10 -5 0 10 20 30
-10
桩深度(m)
-15
-20
工况1 工况2
-25
-30 桩身水平位移(mm)
图 4 桩身水平位移分布图
3.2 降雨及地震工况下锚索桩的响应分析 考虑降雨和水平地震力作用下该工点支护结构的响应情况， 分降雨情况、 水平地震力作 用下以及降雨和水平地震力同时作用下 3 种工况。3 种工况下抗滑桩的剪力、弯矩以及桩身 水平位移的分布规律均与工况 2 基本一致，但最大值有所变化，如表 2 所示。
路肩式预应力锚索桩板墙数值模拟分析
卢昌松
【摘 要】 山区高等级公路由于受到地形地质条件限制， 路肩式预应力锚索桩板墙是技 术上可行、 经济上合理的一种支挡结构。 本文采用有限差分计算方法建立了路肩式预应力锚 索桩板墙数值计算模型， 对降雨及地震条件下预应力锚索及抗滑桩的受力进行分析， 并对抗 滑桩和锚索在各种工况下分担下滑力的合理性进行了探讨。 【关键词】山区公路；路肩式预应力锚索桩板墙；数值模拟
，3，4]
。
图 1 预应力锚索桩板墙数值模拟模型示意图 表 1 主要材料参数 材料 基岩 滑体 路基 挡土板 密度 Kg/m
3
体积模量 剪切模量 摩擦角 MPa 1500 6.4 8.4 26700 MPa 1000 3.16 5.16 22700 30 35 °
粘聚力 KPa
2500 1806 2136 2500
参考文献
[1]王乾坤. 预应力锚索桩板墙的实际应用 [J]. 云南交通科技. 2003, 19（4）: 6-10. [2]蔡虹. 预应力锚索桩板墙在渝怀铁路的应用 [D]. 合肥工业大学硕士学位论文. 2003 [3]刘波，韩彦辉. FLAC 原理、实例与应用指南[M]. 北京：人民交通出版社, 2005. [4]陈新泽，唐辉明，杨有成. 抗滑桩加固边坡优化探讨[J]. 路基工程. 2008（4）:46-48. [5]蒋良潍. 松散斜坡体锚、桩加固作用机理与工程应用研究 [D]. 成都理工大学博士学位论文. 2006
Cable Anchor Tied Pile-slab Wall on Embankment Shoulder of Numerical Simulation Analysis
Lu Changsong
Abstract: As a result of geological conditions, cable anchor tied pile-slab wall on embankment shoulder is technically feasible and economical. In this paper, By using finite difference method, the calculating model of cable anchor tied pile-slab wall on embankment shoulder is established. At the same time on the rainfall and seismic conditions pre-stressed anchor and Anti-slide pile are analyzed, and the rationality of pre-stressed anchor and Anti-slide pile under the species conditions is discussed. Key words: mountain road,cable anchor tied pile-slab wall on embankment
矩峰值较小而正弯矩峰值较大，按照“平衡设计理论”的思想，在条件允许的情况下可以考 虑增大锚索预应力以缩小桩身正负弯矩峰值之差
【5】
。而在最不利的暴雨及地震工况下，桩
和锚索分担下滑力的比例进一步增大为约 3.5：1，桩身正负弯矩峰值之差也进一步增大。
4 结论
（1）数值计算结果表明，预应力锚索能够有效的降低抗滑桩的受力，并减少路基的水 平变形。 （2）由于抗滑桩和锚索的刚度差异较大，在滑体下滑力增加时，抗滑桩承担了大部分 增加的下滑力，锚索分担的下滑力比例较小，这一点在设计时应予以重视。
0 -4000 -2000 -5 0 2000 4000
桩深度（m）
-10
-15
-20 工况1 工况2
-25
-30 桩身剪力（kN）
图 2 桩身剪力分布图
0 -10000 -5 0 10000 20000 30000
桩深度（m）
-10
-15
-20 工况1 工况2
-25Biblioteka -30 桩身弯矩（kN•m）
图 3 桩身弯矩分布图
2 数值模拟模型设计
本文采用快速拉格朗日显式有限差分计算单元法 FLAC3D 软件进行数值模拟分析。 该数 值分析方法针对不同材料特性，使用相应的本构方程较为真实地反映实际材料的力学特性， 并可考虑锚杆、抗滑桩等支护结构与围岩的相互作用。目前，FLAC3D 已经在岩土工程中得 到广泛应用，并取得了满意的效果[2 2.1 计算模型的建立 选取典型断面作为研究对象， 取两根抗滑桩并各向外延伸半个桩间净距范围作为研究对 象，进行适当简化后建立数值模拟模型如图 1 所示。基岩采用弹性模型单元，单元数目为 9800 个；滑体采用摩尔－库仑模型单元，单元数目为 3800 个；路基采用摩尔－库仑模型单 元，单元数目为 5000 个；桩板墙挡土板采用弹性模型单元，单元数目为 200 个；锚索结构 单元 142 个；桩单元 60 个。滑体和基岩、路基和滑体之间设交界面以模拟实际界面，其中 前者共设界面单元 1640 个，后者设界面单元 1212 个。模型中主要材料参数见表 1。
40 35
2.2 数值模拟试验方案 数值模拟试验方案共设计 5 种工况， 分别是： （1） 建立模型并施加初始应力场 （重力场） ， 以模拟路基填筑完成后的情况，设为工况 1； （2）锚索施加预应力，模拟预应力施加之后的 情况，设为工况 2； （3）将滑体、路基填土以及界面单元的内摩擦角和粘聚力按 1/1.25 进行 折减，以模拟暴雨条件下的情况，设为工况 3； （4）在 x 轴的负方向施加 0.05g 的重力加速 度，以拟静力方法模拟在 8 度地震条件下的情况，设为工况 4； （5）将暴雨条件和地震条件 同时考虑，设为工况 5。 数值模拟中监测锚索轴力和锚固段锚固应力、 抗滑桩桩身弯矩和剪力、 抗滑桩及锚索锚 固点的水平位移、桩间土体的水平位移。主要评价不同工况下抗滑桩和锚索的响应。
以上数据表明， 预应力锚索能够有效的优化抗滑桩结构的受力， 值得注意的是在桩锚组 合结构中由于抗滑桩的刚度大，锚索的刚度小，在滑体下滑力增加时，抗滑桩承担了大部分 增加的下滑力，锚索和抗滑桩分担下滑力的合理比例问题，仍值得探讨，在本例中，锚索未 施加预应力时，桩身最大剪力为 3435KN，两根锚索共施加约 800KN 预应力后，桩身最大 剪力减少为 2368KN，桩和锚索分担的下滑力比例约为 3：1。由图 3 可以看出，桩身的负弯
shoulder,numerical simulation
0 引言
高速公路路基一般较宽， 在陡峻的山区地带线路稍微外移则是桥梁或高填方， 向内移则 是隧道或深挖方； 由于桥梁和隧道方案的工程造价均较高， 加之山区地带隧道或深挖方大多 会造成大量弃方，容易造成环境污染。高速公路沿线一般含有较厚的上覆松散土，其力学性 质差（c、φ 较低，土体承载能力较低） ，边坡稳定较差，自然状况下，很容易产生土溜、垮 塌和滑移等局部变形；当遇到地震、暴雨等恶劣天气时，其稳定性更差。因横坡较陡且地基
卢昌松：1974 年生，工程师。
承载力较低，路堤无法放坡或修筑挡土墙，可采用桩板墙进行支挡[1]。 本文以西昌至攀枝花高速公路 K156+595～K156+680 段路肩式预应力锚索桩板墙为原型 工点，采用数值模拟方法对路肩式预应力锚索桩板墙的若干问题进行探讨。
1 工程概况
原型工点位于 VIII 地震烈度区，斜坡地形，坡度 22°～26°，左侧为一陡坎，地形陡 峻， 坡度为 45°～51°。 斜坡上覆第四系残坡积之碎石夹土， 呈松散～稍密状， 厚 4.2～7.4 米。下覆基岩为石英角闪片岩，片岩节理裂隙发育，属强风化岩体。现上覆碎石夹土受雨季 影响边坡前缘已有崩塌现象。此处拟建高速公路为填方通过，填方路堤高约 3～7 米，斜坡 加载后在雨季及地震作用下易发路堤和覆盖土层沿土石接触面的滑移破坏。根据地形条件， 最终确定了在路堤左侧路肩处设一排预应力锚索桩板墙进行处治。 每根抗滑桩截面尺寸为 2.2×3.2 米， 长度 30 米， 其中嵌固段长 13 米,受荷段长 17 米， 每根桩顶部加 2 根水平向预应力锚索， 锚索长度分为 35m 和 40m 两种， 锚固段长度均为 8.76m， 抗滑桩中心间距为 5m，共设置 18 根抗滑桩。
3 数值模拟分析
3.1 锚索预应力对抗滑桩受力影响分析 预应力锚索桩板墙的施工过程是先施工抗滑桩， 并预埋锚具； 然后进行桩后路基填筑并 同步安装桩后挡板，当路基填筑到锚索位置时超填 2m，然后开挖梯形槽，在开挖的梯形槽
中施工锚索（钻孔、放入锚索、灌浆） ，待锚索锚固部分施工完成后，将自由段锚索穿过预 埋锚具并固定（不张拉） ；人工回填梯形槽并夯压密实，继续填筑路堤；锚索施工、路基填 筑均完成后，最后才进行锚索张拉。每根预应力锚索锚固力为 40T。 锚索预应力施加前后的抗滑桩受力及变形情况见图 2～图 4。根据以上数据可以分析施 加锚索预应力对抗滑桩结构受力的改善效果， 施加锚索预应力后， 抗滑桩桩身最大剪力减少 23.9％，最大弯矩减少 26.5％，桩身水平位移减少 23.5％。以上数据说明设计的预应力锚索 桩板墙使抗滑桩结构受力明显得到了优化，并能使路基填土水平位移大大减小。