滑坡整治中抗滑桩的优化设计方法
抗滑桩加固边坡的稳定性分析及最优桩位的确定
抗滑桩加固边坡的稳定性分析及最优桩位的确定随着城市化进程的加快和基础设施建设的不断推进，土地资源的开发利用面临着越来越大的挑战。
在实际工程中，地质灾害问题日益凸显，特别是在山区地区，边坡滑坡事故频发，给周边的居民和交通带来了严重的威胁。
为了减少和预防这些灾害的发生，抗滑桩加固边坡成为了一种有效的方式。
本文将对抗滑桩加固边坡的稳定性进行分析，并通过确定最优桩位进行优化设计，以期为工程实践提供一定的参考。
1. 抗滑桩加固边坡的原理抗滑桩是一种常见的边坡加固措施，其原理是通过桩的沉入和抵抗土体的推力，来增加边坡的稳定性。
当桩沉入地下后，可以改变土体的内聚力和摩擦力，使得土体的抗滑能力得到提高。
桩还可以将边坡的受力传递到更深的土层，减少边坡的滑动面积，从而增加边坡的稳定性。
在进行抗滑桩加固边坡设计前，首先需要对边坡的稳定性进行分析。
稳定性分析的目的是为了确定边坡在受到外力作用时是否会发生滑动或者倒塌的情况。
常见的稳定性分析方法包括平衡法、极限平衡法和有限元法等。
在进行抗滑桩加固边坡的稳定性分析时，需要考虑以下几个方面的因素：（1）边坡的地质条件：包括土层的性质、倾角和坡面的形状等。
地质条件对边坡的稳定性具有重要的影响，需要充分了解地质情况，确定土体的力学参数。
（2）外力作用：包括边坡上的荷载作用、地震作用、降雨等因素。
外力的大小和方向对边坡的稳定性有较大的影响，需要进行合理的计算和分析。
通过对以上几个方面因素的分析和计算，可以得到边坡的稳定性评价结果。
如果边坡的稳定性不够或者存在一定的隐患，就需要进行抗滑桩加固设计，以增加边坡的稳定性。
3. 最优桩位的确定在进行抗滑桩加固边坡设计时，桩的位置是一个非常重要的因素。
合理的桩位可以有效地增加边坡的稳定性，减少工程成本，提高工程效果。
最优桩位的确定需要考虑以下几个因素：（1）桩的数量和布置：需要根据边坡的实际情况和稳定性分析结果确定桩的数量和布置方式。
合理的桩位可以增加边坡的稳定性，减少工程成本。
滑坡处治抗滑桩专项施工技术方案2
目录一、工程概况及特点 (1)1、工程概况 (1)2、地质构造 (3)3、治理方案 (4)二、编制依据 (6)三、施工准备 (6)1、人员设备配置 (6)2、场地清理及安全围护 (8)四、施工方法 (8)1、桩基施工 (9)2、桩基不良地质施工工艺 (10)3、钢筋制作与安装 (12)4、桩基砼的灌注浇筑 (14)五、质量保证措施 (15)1、技术措施 (15)2、管理措施 (16)3、施工过程控制 (16)六、安全保证措施 (17)1、安全生产目标 (17)2、技术保障措施 (17)3、安全应急救援措施 (18)七、文明施工措施 (20)1、文明施工 (20)2、环境保护 (20)杭瑞高速贵州省毕节至都格（黔滇界）公路BD-T15合同段（K202+650~K209+730）抗滑桩专项施工方案一、工程概况及特点1、工程概况K208+000-K208+345段发生时间为 2014 年 6 月中旬至下旬，分布于法窝互通 C 匝道（CK1+060-CK1+405）北侧山体，地质灾害类型以堆积岩体滑坡为主，坡面出现多条地裂缝，高速公路开挖高边坡开裂，并有巨石坍塌，后缘下错形成 5-10m 陡坎；其次为潜在不稳定山体斜坡，位于坡体东侧山体，高速公路在此处进行边坡开挖，山体岩石裂隙发育，造成局部范围成为潜在不稳定斜坡。
该挖方段原地形较平缓，后部至灰岩陡壁逐渐变陡，坡面上部为后壁灰岩陡壁崩塌错落体，主要物质为较大直径的灰岩块体及其风化填充物。
其下伏基岩为砂岩泥灰岩互层夹炭质泥岩（煤线），该滑坡在前部开挖后，形成较大的临空面，削弱了前缘抗力，从而在后缘的重压推挤下发生滑动，为推移式滑坡。
滑坡前缘位于高速路开挖后形成的高边坡上部，滑坡体北高南低，前缘宽 250m，高程约为 1815m，后缘宽约 370m （后缘大裂缝桩号 K207+600~K208+345），高程约为 1880m，滑坡体纵向长 150m，主滑方向 192°，滑坡面积为 4.65×104m2 ，滑体平均厚度为 30m，估算体积 1.39×106 m 3 ，含滑坡两侧影响范围及未开挖潜在滑坡体总体积约 1.60×106 m 3。
滑坡治理中的抗滑桩设计
２ ． １抗滑桩 的类型
（ ３ ） 单桩是抗滑桩的基本形式 ，简单且受力与作用明确 ，但有 承受限制。排桩有抗弯能力 ， 桩壁阻力小等优点 ，特别适用 于软弱地 层 。而桩与． 锚杆或锚 索共同作用，可改善抗滑桩应力状态等 ，是十分 经济 的结构。不过对于锚杆或锚索 ，需要较好 的岩层 。在特殊滑坡治 理 中，一般应用抗滑桩群 。 桩群一般 由横向两排 以上 ，纵向两列 以上 组合而成 ， 它能够承受较大的推力作用 。 ３ 滑坡治理中抗滑桩的设计 １ ． 确定桩群平 面布置 ， 确定桩距桩位 ：桩群平面布 置和桩距按一 中提到 的一般规 定通过计算而得 。桩位的确定有悬臂 梁法 、地基梁 法、 有 限单元法 、 地质工程法 、经验法 。不同桩位将影响滑坡 的稳定 安全系数 ，和滑动面的形状等。这里 主要谈谈有限单元法。有限元折 减法把滑带和滑体的强度参数进行折减 ，从而得到相应安全系数。把 桩看作是埋入滑坡体 中的梁单元 ， 利用有限单 元法计算其推力等，从 而确定桩位 。通过设计滑坡推力大小 、地形 、地层性质及理论计算 ， 选定定桩长、锚固深度 、 桩截面尺寸和桩间距 。 ２ ． 选定桩型，确定桩长等，根据地质条件和一般规定选择。 ３ ． 力的分析 ：作用早抗 滑桩 的力系分为作用于桩上部的滑坡推 力 和桩周 围地层对桩的反力也可以说是 内力 。一般采用地基梁法测定 内 力确定 变形 。而对于滑坡推力 的，其在桩背上的作用点 和大小分布与 滑坡的类 型、部位 、变形情况 、地基反力等有关。可以用不平衡推力 传递系数法去计算滑坡推力的大小。处 于弹性阶段时 ， 地基反力按 弹 性抗力计算 ，而在塑形阶段时 ，计算反力较复杂 ， 但反力大小不能超 过锚固段 的许用承载能力 。由于抗滑桩 主要是承受水平荷载作用而某 些引起竖向压力的力 ，如摩阻里 、粘着力 、桩变形等对抗滑桩的稳定 安全有力 ，可忽略不去计算 。 ４ ． 抗滑桩的布置摆设 ：在滑坡 治理 中，抗滑桩一般选择布置在厚 度较 薄 ，滑动面较平缓 的滑体下部 ，和锚 固段 的地质条件较好 的地 方 。对形式简单 的中小型滑坡 ，一般在它的前缘设置一排抗滑桩 ，方 向尽量与滑体垂直。对于多级滑动且陡度大 即推力大的滑坡 ，可设两 排或者多排 ， 利用分级布设 ， 分级承担的方式 。而对于具有 复合滑动 面的滑体 ，分段分级布设 ，或者可用抗滑桩与其他结构组合布置 。
滑坡治理中的抗滑桩设计
滑坡治理中的抗滑桩设计文章主要分析了滑坡治理中的抗滑桩设计问题，阐述了抗滑桩的性能优点针对设计应用中存在的一些问题进行深入研究，结合作者实践或者本次研究，最终提出了从滑坡推力计算至桩结构设计的一系列应用体系的措施。
最终希望通过文章的分析研究，实现抗滑桩性能进一步提升的目标。
标签：滑坡；抗滑桩；内力；变形在我国的滑坡治理工作中抗滑桩，大多被使用在铁道滑坡的治理过程中，而且起到了十分明显的抗滑效果。
目前，抗滑桩已经在其发展的前二十年内在技术和设计上，都取得了相当长足的进步和完善，但是由于当时计算能力和手段的限制，对于抗滑桩的研究和设计都具有一定程度影响，尤其是其数据参数等内容不够精确，误差较大。
由于计算机技术的不断迅猛发展，极大的促进了抗滑桩的相关设计参数的精确程度，为抗滑桩的设计提供了有力的技术支持，据此作者将在下文展开详细的设计论述。
1 滑坡机理与防治1.1 滑坡机理分析滑坡这种自然地质灾害是由于一些突变的天气因素如短时间内大量的降雨降水、地质地壳运动或是一些人为的次生灾害所造成的，致使位于地表层倾斜岩体之上的自然土质的滑动流失与位置移动。
滑坡这种自然灾害的衍生机制主要表现在，其一般产生于特定的自然环境和地质构造之中，主要表现出土质沿斜坡下滑所产生的，滑动性能同倾斜面的摩擦阻滑性能两者之间的互相作用及此消彼长的经过历程，这其中还牵涉到了一些关于滑坡形成、产生之中的基本因素，即对于滑坡滑动速度的影响因素、加速度的变化影响因素以及滑坡结束时的实际滑动距离影响因素。
一旦滑坡过程结束之后，在滑坡面上地表土质一般就会趋于相对平稳的状态，然而随着时间的推移，原本趋于稳定的滑坡面土质将会逐渐随着不稳定因素的持续堆积，而再次产生位置移动，土质滑动的问题，往往由于此过程的循环往复，而造成地表土质的不断流失。
1.2 滑坡的形成过程在研究滑坡形成的过程中，首先应当搞清楚最初滑坡地带究竟是如何形成的，其形成的主要条件、因素是什么，其对于滑坡这种自然灾害的最终形成起到的什么样的作用，以及其发展变化的具体规律是什么，以便为我们日后的研究、防治工作提供详细、可靠的数据资料支持。
抗滑桩加固边坡的稳定性分析及最优桩位的确定
抗滑桩加固边坡的稳定性分析及最优桩位的确定抗滑桩是一种常用的边坡加固措施，可以有效提高边坡的稳定性和抗滑能力。
对于抗滑桩的加固效果和最优桩位的确定，需要进行稳定性分析和桩位设计。
下面将对其进行详细介绍。
首先是抗滑桩加固边坡的稳定性分析。
稳定性分析是确定边坡的稳定性状况，包括判断边坡的抗滑安全系数和确定抗滑桩的设计参数等。
常用的稳定性分析方法包括平衡法和极限平衡法。
平衡法是通过比较边坡的抗滑力和滑动力的大小来判断边坡的稳定性。
抗滑力是指由于抗滑桩作用而提供的抗滑阻力，滑动力是指边坡产生的滑移力。
如果抗滑力大于滑动力，则边坡稳定，反之则不稳定。
极限平衡法是一种更精确的稳定性分析方法。
它基于边坡的平衡状态推导边坡的极限稳定状态，确定边坡的抗滑安全系数。
通过比较边坡的强度和荷载大小，以及滑动因子、稳定系数等参数，可以计算得到边坡的抗滑安全系数。
当抗滑安全系数大于1时，边坡稳定。
其次是最优桩位的确定。
最优桩位的选择可以通过稳定性分析和经验总结来确定。
一般可按照以下步骤进行最优桩位的确定：1. 确定工程地质条件，包括边坡的土层类型、坡度、坡高等参数。
2. 进行稳定性分析，确定边坡的抗滑安全系数。
3. 根据边坡的稳定性要求，确定最低的抗滑安全系数值。
4. 考虑桩位的布置方案，包括桩间距、桩长等参数。
5. 利用数值模型或经验法进行桩土相互作用分析，计算不同桩位下的边坡的抗滑安全系数。
6. 比较不同桩位下的抗滑安全系数，选择抗滑安全系数最高的桩位作为最优桩位。
7. 进一步优化桩位，考虑施工和经济性因素，确定最终的最优桩位。
还需要考虑抗滑桩的选材和施工要求。
抗滑桩一般选择钢筋混凝土桩或钢管桩，施工时需要注意桩身的垂直度和水平度，确保桩身的垂直和水平度满足设计要求。
抗滑桩加固边坡的稳定性分析及最优桩位的确定
抗滑桩加固边坡的稳定性分析及最优桩位的确定抗滑桩加固边坡是一种常见的边坡加固措施，能够大大提高边坡的稳定性，减少滑坡的风险。
本文将对抗滑桩加固边坡的稳定性分析以及最优桩位的确定进行详细的阐述。
一、抗滑桩加固边坡的原理抗滑桩是通过在边坡内部布置一定数量的钢筋混凝土桩来增加边坡的抗滑能力。
桩与土体之间存在桩土摩擦力，桩体的摩阻力可以抵抗边坡的滑动力，从而提高边坡的稳定性。
1. 边坡稳定分析在进行抗滑桩加固前，首先需要对边坡的稳定性进行分析。
可以采用古典土力学方法或数值模拟方法对边坡的稳定性进行评估。
通过分析边坡的稳定性指标，如平衡剪切力、抗滑安全系数等，确定边坡是否需要进行抗滑桩加固。
2. 桩土相互作用分析抗滑桩加固边坡主要依靠桩与土体之间的相互作用来增加边坡的抗滑能力。
需要对桩土相互作用进行分析。
可以采用经验公式或试验数据来计算桩与土体之间的摩阻力。
还需要考虑土体的强度参数、桩的直径和深度等因素对桩土相互作用的影响。
3. 抗滑桩的设计根据边坡的稳定性分析和桩土相互作用分析的结果，确定抗滑桩的设计参数，包括桩的数量、直径和深度等。
通常情况下，桩的间距应根据土体的强度和边坡的坡度来确定，桩的直径和深度应根据桩土相互作用的要求进行设计。
三、最优桩位的确定最优桩位的确定是指确定抗滑桩的最佳布置位置，以最大限度地提高边坡的稳定性。
确定最优桩位有几个常用的方法：1. 桩位试探法通过在边坡上进行多个桩位的试探，观察桩的变位情况和边坡的稳定性变化，确定最佳桩位。
这种方法比较直观，但需要较长时间进行试探工作。
2. 数值模拟法利用数值模拟软件（如FLAC、PLAXIS等）对边坡进行有限元分析，通过改变桩的位置和数量，观察边坡的稳定性变化，确定最优桩位。
这种方法能够快速有效地确定最优桩位，但需要进行较为复杂的计算。
3. 经验法根据过去的工程经验，结合边坡的地质条件和工程要求，选择适当的桩位。
这种方法简单快捷，但需要有一定的实际经验和借鉴资料。
抗滑桩施工方案
三、施工准备
1.技术准备：组织专业团队，进行图纸会审，明确施工标准及要求。
2.现场准备：实地踏勘，了解地质条件，制定针对性的施工方案。
3.材料设备：提前采购合格的原材料、设备，保证施工顺利进行。
4.人员培训：加强施工人员的技术培训和安全教育，提高施工水平。
d.做好施工人员的技术培训和安全教育
2.抗滑桩施工
a.定位：根据设计图纸，使用全站仪进行桩位放样，确保桩位准确无误
b.钻孔：采用旋挖钻机进行钻孔，控制孔径、孔深及垂直度，确保成孔质量
c.钢筋笼制作与安装：根据设计要求，制作钢筋笼，并进行验收；采用吊车将钢筋笼安装至孔内，确保位置准确
d.混凝土浇筑：采用泵送混凝土浇筑，控制混凝土强度、坍落度等参数，确保桩身质量
5.桩顶处理：桩顶露出地面后，进行切割、校正等处理，保证桩顶质量。
五、质量控制
1.施工过程中，严格遵循设计规范及质量标准，确保施工质量。
2.加强原材料、成品、半成品的质量检测，禁止使用不合格产品。
3.做好施工记录，及时发现问题，确保工程质量。
六、施工安全措施
1.设置安全警示标志，加强现场安全巡查，预防安全事故发生。
抗滑桩施工方案
第1篇
抗滑桩施工方案
一、项目背景
随着我国基础设施建设的不断推进，山区及地质复杂地区的工程建设日益增多，滑坡等地质灾害频发，对工程安全构成严重威胁。抗滑桩作为一种有效的滑坡防治手段，已在多个工程中得到广泛应用。本方案针对某滑坡治理项目，制定抗滑桩施工方案，旨在确保工程安全、提高工程质量、降低施工成本。
2.材料费：XX万元
3.机械费：XX万元
4.管理费：XX万元
边坡工程中抗滑桩的效果评价与优化设计
边坡工程中抗滑桩的效果评价与优化设计一、概述随着边坡工程技术的不断发展，抗滑桩的设计理论、施工技术和效果评价方法也在不断完善。
在实际工程中，由于地质条件、荷载状况、施工环境等多种因素的影响，抗滑桩的效果往往难以达到预期。
对抗滑桩的效果进行科学评价，并基于评价结果进行优化设计，对于提高边坡工程的稳定性、降低工程风险具有重要意义。
本文旨在深入探讨边坡工程中抗滑桩的效果评价与优化设计问题。
通过梳理相关文献和工程实例，对抗滑桩的作用机理、设计原理及施工技术进行概述基于现场监测数据和数值模拟方法，对抗滑桩的支护效果进行定量评价结合工程实际，提出抗滑桩的优化设计方案，并探讨其在实际工程中的应用前景。
通过本文的研究，旨在为边坡工程中抗滑桩的设计与实践提供理论支撑和实践指导。
1. 边坡工程的重要性及挑战边坡工程是土木工程领域的重要分支，其重要性在于维护地质环境的稳定，确保人类生命财产的安全，以及促进经济社会的可持续发展。
边坡作为自然地形的一部分，其稳定性直接关系到地质灾害的发生与否，如滑坡、泥石流等，这些地质灾害对人们的生产生活造成巨大的威胁。
通过边坡工程进行有效的边坡治理和防护，是防止地质灾害发生、减轻其影响的关键手段。
边坡工程也面临着诸多挑战。
边坡的地质条件复杂多变，不同地区的边坡具有不同的地质构造、岩土体性质和地形地貌，这要求工程师在进行边坡工程设计和施工时，必须充分考虑地质条件的差异性和复杂性。
边坡工程还受到气象、水文等多种自然因素的影响，如降雨、地震等自然灾害都可能对边坡的稳定性产生不利影响。
随着城市化进程的加快和人类活动的增加，边坡工程还面临着更多的挑战，如工程成本的控制、施工技术的创新、环境保护的要求等。
为了应对这些挑战，边坡工程中广泛采用抗滑桩等工程措施进行加固和防护。
抗滑桩作为一种有效的边坡治理手段，通过其独特的结构形式和力学特性，能够显著提高边坡的稳定性，减少地质灾害的发生。
抗滑桩的设计和施工也存在着诸多不确定性，需要进行效果评价和优化设计，以确保其在实际工程中的有效性和安全性。
滑坡整治中抗滑桩的优化设计方法
抗滑桩是一种整治边坡滑动 、提高边坡稳定性 的有力措施 ，在 中、大型滑坡整治 中得到广泛应 用。但抗滑桩 的设计原理和方法仍处于探索发展阶 段ｒ ］ １ 。目前 ，抗滑 桩 的桩长、桩距 、截 面尺 寸、 配筋、桩的排数等参数 的选择是通过初选 、计算调 整、对 比多个方案，从 中选择造价最低 的作为抗滑 桩整治方案 。这样得到的设计只是一个可行解 ，而 不一定是最优解。本文运用模糊数学理论进行抗滑 桩的优化设计。通过寻找一组最佳设计参数 ，使抗 滑桩整治方案既经济合理又安全可靠 。抗滑桩的优 化设计包括设计方案的优化和在方案确定后结构细 部的设计计算优化 。
维普资讯
第２卷， ６ ７ 第 期
２００６年 １１月
文章编号 ：１０ —６２ （０ ６ ６０ ０ —５ ０ １４ ３ ２ ０ ）０ —０ ７０
中 国 铁 道 科 学
ＣＨＩ ＮＡ ＲＡＩ Ｗ ＡＹ ＣＩ Ｌ Ｓ ＥＮＣ Ｅ
２ ）指标值 归一 化处理
１ 抗 滑桩支挡结构方案的优化
抗滑桩整治滑坡方案优化是根据某一滑坡特征 和整治所要达到的 目 ，从众多可行方案中选出一 标 个最佳方案 。由于滑坡整治工程是一个相当复杂的 系统工程 ，其抗滑桩整治方案的优选受许多确定和 不确定即模糊的因素制约 ，很难用 费用最低 的单 目
特性的抗滑桩整治方案。 １ １ 方案优 选步 骤 ． 标）特征值矩阵
ｎ
～
１ 建立用于抗滑桩整治方案评价 的目标 （ ） 指
一
ｗ
设有 个可供 选择的方案，每一个方案 用
个指标来评价 （ 如可靠性 、造价 、工期等） ，则 目 标特征值矩阵 （ 决策矩阵）为
一
式中： 为第 个支护方案第 ｉ 个指标值 。 式 （）中的指标值分量化指标 （ １ 如造价）和 定性指标 （ 如可靠度） 。前者可直接用数字来表示 ， 后者采用直接评分 ，用数值 ２ ． ，１ ． ，０ ，１５ ，０５ 分 别表示最高、较高 、中、较低和最低 。
抗滑桩加固边坡的稳定性分析及最优桩位的确定
抗滑桩加固边坡的稳定性分析及最优桩位的确定引言一、抗滑桩加固边坡的作用原理抗滑桩是一种通过桩身的摩擦阻力来增加边坡稳定性的加固结构。
在边坡设计中，抗滑桩通常是垂直于边坡方向的排列，通过桩基的深入地层，形成一个阻挡沿坡方向滑动的力量。
当边坡发生滑移时，抗滑桩可以有效地抵抗滑移的力量，起到增加边坡稳定性的作用。
1. 边坡稳定性分析在进行抗滑桩的确定之前，首先需要对边坡的稳定性进行分析。
常见的边坡稳定性分析方法有平衡法、等效摩擦角法、极限平衡法等。
通过这些方法可以得出边坡在不同条件下的稳定系数，进而确定边坡的稳定性状况。
2. 抗滑桩的作用在确定边坡的稳定性之后，接下来需要分析抗滑桩在边坡加固中的作用。
通过对抗滑桩的摩擦阻力、承载力等参数进行分析，可以评估抗滑桩在边坡加固中的效果，并为确定最优桩位提供依据。
3. 考虑边坡的变形和变形监测在进行抗滑桩加固时，需要考虑边坡在加固后可能发生的变形情况。
通过监测边坡的变形情况，可以了解抗滑桩加固效果，并及时调整加固措施，保证边坡的长期稳定性。
三、最优桩位的确定方法1. 地质勘察和试验在确定最优桩位时，首先需要进行地质勘察和试验。
通过地质勘察，了解边坡的地质情况和地层结构，为抗滑桩的安排提供基本资料。
在地质试验中，可以测定边坡的土质参数、摩擦角等参数，为后续的分析提供数据支持。
2. 数值模拟分析3. 试验加固在确定了初步的最优桩位之后，可以进行试验加固。
通过实际加固的效果，可以验证抗滑桩的加固效果，并进一步调整桩位，确定最终的最优桩位。
四、结论在边坡加固工程中，抗滑桩是一种常见的加固结构，能够有效地提高边坡的稳定性。
确定最优桩位是边坡加固设计的重要环节，需要充分考虑边坡的地质情况、边坡稳定性状况以及抗滑桩的加固效果。
通过地质勘察、数值模拟分析和试验加固等方法，可以有效地确定最优的抗滑桩位，为边坡的长期稳定性提供保障。
希望本文提出的方法能够为相关工程设计提供参考，提高边坡加固工程的设计水平和施工质量。
滑坡治理的抗滑桩优化设计的开题报告
滑坡治理的抗滑桩优化设计的开题报告一、选题背景和研究意义滑坡是指在地表岩体或土体因自然因素或人为活动引起的变形过程中，发生表层断裂和滑移的现象。
滑坡危害巨大，不仅会造成人员和财产的损失，还会对生态环境产生严重的影响。
为了有效地控制和治理滑坡，抗滑桩是一种有效的方法之一。
抗滑桩是指通过钢筋混凝土或预应力混凝土的抗弯、抗剪和承载能力来承受土体与钢筋混凝土桩的共同力，使土体受到约束，从而达到抗滑稳定的目的。
抗滑桩的设计和选择是治理滑坡的关键。
本文主要研究抗滑桩的优化设计方法，通过提高抗滑桩的抗弯、抗剪和承载能力，使其能够更有效地承担土体的重力和抗滑能力。
本文的研究对于控制和治理滑坡具有重要的理论意义和实际价值。
二、研究目标和内容本文旨在研究抗滑桩的优化设计方法，具体研究内容包括：1. 研究抗滑桩的设计原理和国内外研究现状，分析当前抗滑桩设计中存在的问题和不足。
2. 构建抗滑桩的力学模型，分析抗滑桩的受力特点和承载能力。
3. 提出抗滑桩的优化设计方法，包括桩径、桩长、桩距和桩的数量等参数的确定，并根据实际工程情况进行适当的调整。
4. 结合实际工程案例，通过数值模拟和现场测量，验证抗滑桩的优化设计方法的有效性和可行性。
三、研究方法和步骤研究方法：1.文献调研：综合了解国内外抗滑桩的研究现状和发展趋势。
2.理论分析：通过建立抗滑桩的力学模型，分析其受力特点和承载能力，探讨其设计方法和优化策略。
3.数值模拟：采用有限元方法，建立抗滑桩的数值模型，模拟其受力过程，验证优化设计的有效性。
4.现场实验：选取具有代表性的滑坡工程案例，现场测量抗滑桩的受力状态和变形情况，验证数值模拟的准确性和可靠性。
研究步骤：1.文献调研和理论分析：对抗滑桩的设计原理和国内外研究现状进行全面调研和分析，掌握抗滑桩的受力特点和设计方法。
2.建立数值模型并进行模拟：采用有限元软件建立抗滑桩的数值模型，模拟其受力过程，验证其承载能力和优化设计方法的有效性。
滑坡治理中抗滑桩桩位分析
四、结论
四、结论
膨胀土地区的工程地质条件较为复杂，给滑坡治理和桥梁桩基防护带来了较 大的挑战。然而，通过采用土工膜结合抗滑桩结构进行治理和防护，可以有效地 提高滑动面和桩基的稳定性，防止滑坡和桩基破坏的发生。因此，土工膜结合抗 滑桩结构在膨胀土地区的滑坡治理和桥梁桩基防护中具有广泛的应用前景。
3、施工实施：按照设计方案进行施工，严格控制施工质量，确保各 项治理措施能够有效地发挥作用。
4、环境影响评估：评估治理措施对周边环境的影响，包括施工噪音、尘土污 染等方面，以确定治理方案的可行性。
参考内容三
内容摘要
膨胀土是一种具有高塑性、高液限、低密度、易膨胀和收缩的特殊黏性土壤。 膨胀土地区的工程地质条件较为复杂，给滑坡治理和桥梁桩基防护带来了较大的 挑战。近年来，土工膜结合抗滑桩结构在膨胀土地区得到了广泛的应用，取得了 良好的治理效果。
3、施工实施：按照设计方案进行施工，严格控制施工质量，确保各 项治理措施能够有效地发挥作用。
2、结构荷载分析：对预应力锚索抗滑桩结构进行荷载分析，确定其承载能力， 并评估其在各种工况下的稳定性。
3、施工实施：按照设计方案进行施工，严格控制施工质量，确保各 项治理措施能够有效地发挥作用。
3、施工过程模拟：利用数值模拟方法，对施工过程进行模拟，以预测滑坡体 在施工过程中的变形和受力情况，从而评估治理方案的稳定性。
一、土工膜结合抗滑桩结构的特 点
一、土工膜结合抗滑桩结构的特点
土工膜是一种高强度、高韧性、耐腐蚀的土工合成材料，具有较好的变形适 应性和抗拉强度。在滑坡治理中，土工膜可以铺设在滑动面以上，阻止土壤向下 滑动，同时可以防止水分渗透，提高土壤的稳定性。抗滑桩是一种常见的滑坡治 理结构，具有抗滑性能好、施工方便、耐久性强等特点。将土工膜与抗滑桩结合 使用，可以充分发挥两者的优势，提高治理效果。
抗滑桩加固边坡的稳定性分析及最优桩位的确定
抗滑桩加固边坡的稳定性分析及最优桩位的确定抗滑桩加固边坡是一种常用的施工方法，通过在边坡内部安装抗滑桩，提高边坡的稳定性，预防岩体滑坡事故的发生。
本文将对抗滑桩加固边坡的稳定性分析及最优桩位的确定进行详细介绍。
稳定性分析是抗滑桩加固边坡设计的重要环节，通过对边坡的受力分析和土体力学参数的计算，确定边坡的稳定性。
首先需要对边坡的几何形状、坡度、坡高等进行测量和记录，然后根据边坡的物理性质和材料属性，选择适当的地质力学参数，并结合地下水位的情况进行分析。
接下来，通过有限元分析方法或传统的杆件法计算边坡受力分布，确定边坡的稳定性指标。
进行边坡破坏模式的判断和边坡稳定系数的计算，从而得出抗滑桩加固边坡的稳定性分析结果。
桩位的确定是抗滑桩加固边坡设计中的关键步骤。
桩位的选择应考虑边坡的稳定性、经济性和施工可行性。
一般来说，桩位选取要满足以下几个原则：桩的位置应选择在坡体的薄弱部位，以提高边坡的整体稳定性；桩的间距和间距应根据地质条件和土体力学参数进行合理设计，避免桩位过于密集或过于稀疏；考虑到施工方便和经济性，应选择合适的桩长和直径。
确定最优桩位的方法主要有经验法和定量分析法两种。
经验法是根据设计师的经验和实践经验来确定桩位，包括考虑地质和土体力学参数、桩长和桩径等因素。
定量分析法是基于数学统计方法和工程计算的原理，通过计算边坡的稳定系数和安全系数，以最大限度地提高边坡的稳定性。
这两种方法可以相互结合，综合考虑边坡稳定性分析结果和经济性，从而确定最优的桩位。
抗滑桩加固边坡的稳定性分析和最优桩位的确定是边坡加固设计中的关键环节。
通过合理选择地质力学参数、进行稳定性分析以及综合考虑经济性和工程可行性，能够提高边坡的稳定性，减少滑坡事故的发生。
在进行抗滑桩加固边坡设计时，应认真对待稳定性分析和桩位的确定，以确保工程质量和人员安全。
抗滑桩加固边坡的稳定性分析及最优桩位的确定
抗滑桩加固边坡的稳定性分析及最优桩位的确定
我们需要对边坡进行稳定性分析。
边坡的稳定性主要取决于边坡的坡度、土体的性质和滑动面的性质等因素。
我们可以通过使用常见的边坡稳定性分析方法，如平衡法、极限平衡法和有限元法等来进行边坡稳定性分析。
平衡法是最常用的方法，它假设边坡是一个刚体，通过对边坡的重力和阻力进行平衡计算，确定边坡的稳定性。
而极限平衡法则是在平衡法的基础上加入了边坡的破坏准则，通过计算边坡在破坏状态下的平衡条件，确定边坡的极限稳定状态。
有限元法是一种数值计算方法，通过将边坡划分为许多小元素，根据边坡的力学性质和土体的应力应变关系进行力学计算，确定边坡的稳定性。
确定了边坡的稳定性后，我们可以进行抗滑桩的设计。
抗滑桩是一种将桩体插入土体中，通过桩体的摩擦力和土体的抗剪强度来增加边坡的稳定性的方法。
为了确定最优的桩位，我们需要考虑以下几个因素：
1. 桩身的摩擦力：桩身与土体之间的摩擦力是桩体抗滑的主要力量。
桩身的摩擦力与桩体的长度、直径、形状和土体的性质等因素有关。
一般情况下，桩身的摩擦力与桩身的侧摩擦力成正比。
2. 土体的抗剪强度：土体的抗剪强度决定了土体的抗滑能力。
抗剪强度高的土体可以提供更大的抗滑力。
在确定最优桩位时，应选择土体抗剪强度较高的地方。
3. 桩的间距和埋深：桩的间距和埋深对边坡的稳定性有重要影响。
间距过大会降低桩体的抗滑能力，间距过小则浪费了桩材和增加了成本。
埋深过浅会降低桩体与土体的摩擦力，埋深过大则可能导致施工困难和成本增加。
关于滑坡治理中抗滑桩优化设计的相关探讨
关于滑坡治理中抗滑桩优化设计的相关探讨鲁聪赫刚湖北省交通规划设计院摘要：一般来说，在山区公路使用过程中经常会出现滑坡地质灾害问题，其的形成易造成交通被迫中断，催生较为严重的经济财产损失，有效地治理滑坡是公路建设中的关键内容，其中，抗滑桩作为进行滑坡治理的一项重要工程措施，其应用成效甚为显著。
在此本文将针对滑坡治理中抗滑桩设计应用展开探讨。
关键词：滑坡治理；抗滑桩。
1.前言一般来说，在滑坡治理进程当中所实施的抗滑桩施工不会对滑坡岩土造成过大扰动，其同时具备有斜坡加固与支挡的优势，在各类型滑坡工程，边坡工程治理中均有着较为广泛的有效运用。
为起到良好的滑坡加固作用，需在设计中合理地进行抗滑桩计算，所选用计算方法大致能够划分成为两大类型，第一类是将抗滑桩与土体间所存在的相互作用充分考虑在内，即针对抗滑桩周围所承受土体带给其的相应作用展开考虑，此时需考虑抗滑桩跟岩土体间存在的力和变形的有效协调；第二类是将抗滑桩跟岩土体分开进行考虑，通常是把基于给定安全系数之下的抗滑桩安设位置处的剩余下滑力合理求得，作为是滑坡推力，而后通过对被动土压力与抗滑桩的不断比较，取两者中的最小值作为是抗滑桩前方土体所持有的抗滑力。
在此基础上，综合分析滑坡治理抗滑桩设计，旨在保障滑坡工程治理可实现安全合理以及经济可靠。
2.简述抗滑桩的类型根据具体施工方式能够将抗滑桩划分成为钻孔桩、挖孔桩以及打入桩三种主要类型；根据使用材料能够将抗滑桩划分成为钢桩、木桩以及钢筋混凝土桩；按照抗滑桩对应的截面形状能够将其划分成为管形桩、圆形桩、矩形桩等类型；把抗滑桩跟周围岩土之间的对应刚度作为分类标准能够将其划分成为弹性桩与刚性桩；根据结构型式能将抗滑桩划分成为承台式桩、排式单桩以及排架桩。
在滑坡治理过程中运用的抗滑桩所起到的相应作用为通过对被动抗力以及稳定地层锚固作用的合理运用实现对滑坡推力的有效平衡。
相较于其他类型的抗滑工程措施来说，譬如说锚杆、抗滑挡墙等等，抗滑桩拥有较强的抗滑能力，施工便捷安全、不宜导致滑坡状态更为恶化，可在各种工程建设中获得广泛运用，此外，该种工程措施能够实现对实际地质条件的有效核实，其特征优势甚为突显。
探讨抗滑桩设计与滑坡治理有限元
探讨抗滑桩设计与滑坡治理有限元0.引言滑坡的发生可能受到河流冲刷、地下水活動、雨水浸泡或者人工切坡等因素影响，加上在重力作用下土体或者岩体出现整体或者分散式下滑。
引发滑坡的因素很多，会给工农业生产以及人民生命财产造成巨大影响，有时甚至是毁灭性的灾难。
因此，对抗滑桩的优化设计十分重要。
1.抗滑桩设计1.1确定抗滑桩推力（1）分析滑坡推力的分布规律。
在分析其分布规律时，需要重点考虑滑坡的发展阶段、话题的介质类型、话题岩土的综合刚度等。
（2）计算滑坡推力。
目前常用的有不平衡推力法等[1]。
利用平行于滑动方向的滑动端面，以1米宽作为计算单位，从后向前计算滑坡推力。
在实际的测量中，还需要考虑到安全储备。
在计算滑坡推力的分布形式方面，如果是设计边坡工程，抗滑桩顶点处的定点剪出安全系数需要大于设计安全系数。
这是因为如果从理论上考虑从可能出现话题桩顶失稳剪出的情况。
因此，在计算过程中需要考虑到桩顶在一定范围内没有滑坡推力的作用。
（3）确定抗滑桩桩间距。
抗滑桩的间距对抗滑桩发挥作用具有重要意义[2]。
过长的桩间距会影响抗滑效果的发挥，过小的桩间距经济投入大。
如何实现最合理的确定抗滑桩桩间距，目前比较常用的抗滑桩截面采用圆形或者矩形。
想要保证相邻两个抗滑桩之间土拱发挥出正常作用，需要考虑到桩间静力平衡条件。
在桩间距设置合理的情况下，同一桩体后侧的局部去月内，相邻两侧的土拱在此会形成一个三角形受压区，因此需要有效保证该三角西瓜受压区能够正常发挥作用，因此需考虑强度问题。
1.2关于抗滑桩的锚固深度确定与支承问题（1）关于抗滑桩的锚固，一般是采用缩小桩距或者调整截面尺寸。
目前工程中一般是采用控制锚固段桩周地层的强度设计锚固深度[3]。
计算方法为：如果是一般土层或者是严重风化的岩层，桩容易发生转动变位。
当桩周岩、土达到临界状态，产生被动抗力，桩后岩、土产生主动压力。
（2）关于桩底支承的确定。
顶端采用自由支承、底端采用自由支承与铰支承。
滑坡防治与创新设计挡土墙抗滑桩创新设计
3、挡土结构工程
挡土结构工程是整治滑坡经常采用的有 效措施之一，对滑坡破坏小，稳定滑坡收效 较快。
抗滑挡土结构工程在滑坡治理的早期， 多集中在挡土墙结构方面，但后来发展到更 广阔的范围，如抗滑桩（墩）、预应力锚杆 （索）、加筋土结构等。
档土墙墙形的选择宜根据滑坡稳定状态、施工条件、 土地利用和经济性等因素确定。对岩质边坡和挖方形成的 土质边坡宜采用仰斜式，高度较大的土质边坡宜采用衡重 式或仰斜式。
在地形地质条件允许情况下，宜采用仰斜式档土墙； 施工期间滑坡稳定性较好且土地价值低，宜采用直立式； 施工期间滑坡稳定性较好且土地价值高，宜采用俯斜式。
抗滑桩截面的选择主要考虑两方面：一是受力要求；二是施 工方便。人工挖孔抗滑桩当推力方向明确时，一般采用矩形断面， 截面宽，截面长；使用机械成桩或推力方向不明确是，可用圆形截 面。抗滑桩的截面长边方向按平行于滑动方向设置，以增强抗弯刚 度。抗滑桩截面尺寸大小根据滑坡推力大小，桩间距及地基许抗力 决定。
采用土石等材料堆填滑坡体抗滑段，以增加滑坡抗滑能力，提高其稳定性。
回填体应经过专门设计，其对于滑坡稳定系数的提高值可作为工程设计依据。
填料宜采用碎石土，碎石土中碎石粒径小于8cm，碎石含量为30％～80％。碎 石土最优含水量须做现场碾压试验，含水量与最优含水量误差小于3％。
碎石土应碾压，无法碾压时必须夯实，距表层0～80cm填料压实度大于93%， 距表层80cm以下填料压实度大于90%。
Ea n Ea cos( 0 ) Gt G sin 0 Gn G cos0
式中
G ——挡墙每延米自重 （kN/m）;
En ——每延米主动岩土压力合力（kN/m）; 0 ——挡墙基底倾角（°）；
山体滑坡抗滑桩工程方案
山体滑坡抗滑桩工程方案一、工程概述山体滑坡是指在山地、丘陵地区，由于地势的变化、水土的侵蚀等因素，导致山体发生移位而形成的地质灾害。
山体滑坡的发生对周围环境造成了严重威胁，给人们的生命和财产安全带来了巨大的危害。
为了减少和避免山体滑坡带来的危害，需要进行抗滑桩工程的设计和施工。
本文将针对山体滑坡抗滑桩工程进行详细的方案设计，包括工程背景分析、设计原则、设计方法、施工工艺等内容。
二、背景分析1. 工程地点：本工程位于XX省XX市XX山区2. 山体滑坡性质：该地区山体滑坡主要是因为水土侵蚀导致的，降雨季节滑坡频发，对周围村庄和交通线路造成了极大的危害。
3. 工程目的：本工程的目的是通过设计和施工抗滑桩，加固山体，减少滑坡发生的概率，保护周围的人员和财产安全。
三、设计原则1. 安全性原则：抗滑桩的设计必须符合国家相关规范和标准，保证工程的安全性。
2. 经济性原则：在保证安全的前提下，尽量降低工程造价，提高工程的经济性。
3. 实用性原则：抗滑桩的设计必须符合工程的实际情况，适用于山体滑坡的防治工作。
四、设计方法1. 地质勘察：在设计抗滑桩工程之前，需要进行详细的地质勘察，了解山体的地质情况、构造特征、岩石性质等，为后续的设计提供数据支持。
2. 抗滑桩的选择：根据地质勘察结果，结合滑坡的具体情况，选择合适的抗滑桩类型，包括搅拌桩、钢管桩、预应力钻孔桩等。
3. 抗滑桩的布置：根据山体滑坡的规模和形状，合理布置抗滑桩的位置，形成合理的抗滑桩体系，提高工程的抗滑稳定性。
4. 抗滑桩材料的选择：抗滑桩的材料必须具有足够的抗拉、抗弯、抗压等力学性能，耐久性好，能够在潮湿环境下长期使用。
五、设计内容1. 地质勘察报告：根据地质勘察的结果编制地质勘察报告，包括地层分布情况、岩土性质等。
2. 抗滑桩设计：根据地质勘察报告，确定抗滑桩的类型、规格、数量等，绘制抗滑桩的详细设计图纸。
3. 施工工艺：编制抗滑桩的施工工艺流程，包括动土作业、钢筋的加工和安装、混凝土浇筑等工序。
滑坡抗滑桩的设计要点
一、抗滑桩设计要求
1.整个滑坡体具有足够的稳定性，即安全系数满足设计要求，保证滑体不越过桩顶，不从桩间挤出；
2.保证桩周的地基抗力和滑坡的变形控制在容许范围内；
3.桩身要有足够的强度和稳定性。
配筋合理，满足桩的内应力和变形的要求；
4.抗滑桩的间距、尺寸、埋深等较适当，保证安全，方便施工，节约成本。
二、设计步骤
1.分析滑坡的原因、性质、范围、厚度、分析其稳定状态、发展趋势；
2.根据滑坡的抗剪强度指标，计算滑坡推力；
3.根据地形、地质及现场施工条件等确定设桩位置和范围；
4.根据滑坡推力大小、地形和地层性质，初定桩长、锚固深度、桩截面尺寸及桩间距；
5.确定桩的计算宽度，并根据滑坡体地层性质，选定地基系数；
6.根据选定的地基系数及桩的截面型式，尺寸，计算桩的变形系数及其计算深度，
7.根据αh或βh，判断桩是刚性桩还是弹性桩；
8.根据桩底的边界条件计算桩各截面的变位、内力及侧壁应力等，确定最大剪力、弯矩的位置；
9.校核地基强度（若桩身作用于地基的弹性应力超过地层的容许值或小于其容许值过多，则应调整桩的埋深、截面尺寸、间距，重新计算，直至符合为止.
10.根据计算结果，绘制桩身的剪力图和弯矩图，根据剪力图和弯矩图对桩进行配筋设计；
三、计算过程
具体计算过程可以软件进行计算。
这里不在熬述。
道路滑坡治理工程抗滑桩试桩专项方案
南京牛首山景区道路滑坡治理工程抗滑桩试桩专项方案2012年11月10日目录目录 (I)第一章编制说明 (1)1.1 编制依据 (1)1.2 适用范围 (1)1.3 编制原则 (1)第二章工程概况 (2)2.1 工程位置及设计概况 (2)2.1.1 工程位置 (2)2.1.2 抗滑桩概况 (2)2.2 工程地质与水文地质条件 (3)2.2.1 工程地质 (3)2.2.2 水文地质 (3)2.3 主要工程数量 (3)第三章施工总体安排 (4)3.1 总体施工方法 (4)3.1.1 施工方法 (4)3.1.2 施工安排 (4)3.2 施工进度计划 (4)3.3 资源配置 (4)3.3.1劳动力计划 (4)3.3.2主要施工机械设备 (5)第四章高压旋喷桩施工方法 (6)4.1 施工原理及工艺流程 (6)4.2施工工艺参数 (7)4.3旋喷桩施工方法 (7)4.4 质量标准及检查措施 (9)4.4.1 旋喷桩施工技术标准 (9)4.4.2 施工检查内容 (9)4.4.3 成桩质量检查 (10)第五章混凝土灌注桩施工方法 (11)5.1 施工原理及工艺流程 (11)5.2 施工工艺参数 (12)5.2.1 成孔控制 (12)5.2.2 钢筋加工及二次清孔 (15)5.2.3 水下混凝土灌注 (17)5.2.4 钻孔灌注桩（冲击钻）技术要求、注意事项及处理措施 (19)第六章质量、安全、环境保证措施 (22)6.1 质量保证措施 (22)6.2 安全保证措施 (23)6.2.1施工现场 (23)6.2.2机械操作安全技术要点 (24)6.2.3施工用电安全保证技术要点 (24)6.3环境保证措施 (25)6.3.1 施工废水 (25)6.3.2施工粉尘 (25)6.3.3施工噪声 (25)6.3.4施工废气 (26)第七章防汛、消防、保卫保证措施 (27)7.1 消防措施 (27)7.2 保卫措施 (27)第一章编制说明1.1 编制依据1.牛首山文化旅游区（核心区）景区道路滑坡地质防治设计方案；2.现行有关法规、标准、技术规范、定额以及环境保护、水土保持方面的政策和法规；3.《地基处理手册》；4.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》；5.《混凝土结构工程施工及验收规范》；6.《钢筋焊接及验收规范》；7.《混凝土结构设计规范》；1.2 适用范围本施工方案适用于牛首山景区道路滑坡治理工程抗滑桩施工。
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第27卷,第6期 中国铁道科学Vol 127No 16 2006年11月 C HINA RA IL WA Y SCIENCENovember ,2006 文章编号:100124632(2006)0620007205滑坡整治中抗滑桩的优化设计方法肖武权,阮 波(中南大学土木建筑学院,湖南长沙 410075) 摘 要:以既经济合理又安全可靠为目的,对中、大型滑坡整治中广泛应用的抗滑桩进行优化设计。
运用多目标决策模糊集理论,建立用于抗滑桩整治方案评价的目标(指标)特征值矩阵,并进行指标值归一化处理;运用层次分析法,建立层次结构模型,构造判断矩阵。
优选出具有多种属性和模糊特性的抗滑桩滑坡整治方案。
通过确定决策变量、目标函数、约束条件(如强度、尺寸、配筋等)和优化算法,优选所选定抗滑桩细部结构,达到成本最低的目的。
利用软件Matlab 615求解非线性有约束多元函数的最小值。
工程实例优化设计表明:通过优化抗滑桩整治滑坡方案和抗滑桩的细部结构,有效降低成本约16%。
关键词:滑坡整治;抗滑桩;方案;细部结构;优化设计 中图分类号:U213115211;U216141911 文献标识码:A 收稿日期:2005210216 基金项目:湖南省交通厅科技发展项目(200113) 作者简介:肖武权(1962—),男,湖南浏阳人,副教授。
抗滑桩是一种整治边坡滑动、提高边坡稳定性的有力措施,在中、大型滑坡整治中得到广泛应用。
但抗滑桩的设计原理和方法仍处于探索发展阶段[1,2]。
目前,抗滑桩的桩长、桩距、截面尺寸、配筋、桩的排数等参数的选择是通过初选、计算调整、对比多个方案,从中选择造价最低的作为抗滑桩整治方案。
这样得到的设计只是一个可行解,而不一定是最优解。
本文运用模糊数学理论进行抗滑桩的优化设计。
通过寻找一组最佳设计参数,使抗滑桩整治方案既经济合理又安全可靠。
抗滑桩的优化设计包括设计方案的优化和在方案确定后结构细部的设计计算优化。
1 抗滑桩支挡结构方案的优化 抗滑桩整治滑坡方案优化是根据某一滑坡特征和整治所要达到的目标,从众多可行方案中选出一个最佳方案。
由于滑坡整治工程是一个相当复杂的系统工程,其抗滑桩整治方案的优选受许多确定和不确定即模糊的因素制约,很难用费用最低的单目标优化准则做出最佳决策[3]。
抗滑桩整治方案包括可靠性、造价、施工难度、工期、环境影响等诸多属性,其中有些属性是模糊的。
运用多目标决策模糊集理论,能够较好地优选出具有多种属性和模糊特性的抗滑桩整治方案。
111 方案优选步骤1)建立用于抗滑桩整治方案评价的目标(指标)特征值矩阵设有n 个可供选择的方案,每一个方案用m 个指标来评价(如可靠性、造价、工期等),则目标特征值矩阵(决策矩阵)为 X m ×n =x 11x 12 (x)1n x 21x 22…x 2n x m 1x m 2…x mn(1) 式中:x ij 为第j 个支护方案第i 个指标值。
式(1)中的指标值分量化指标(如造价)和定性指标(如可靠度)。
前者可直接用数字来表示,后者采用直接评分,用数值2,115,1,015,0分别表示最高、较高、中、较低和最低。
2)指标值归一化处理为了比较和计算,须把式(1)各目标值进行归一化处理,得指标(目标)优属度矩阵: R m ×n =r 11r 12…r 1n r 21r 22…r 2n r m 1r m 2…r mn(2) r ij (i =1,…,m ;j =1,…,n )为方案j 中指标i 的相对优属度,其计算分2类。
一类是效益型指标,即越大越优指标,如可靠性,按下式求解: r ij =x ij -min (x ij )max (x ij )-min (x ij )(3) 另一类是成本型指标,即越小越优指标,如造价,按下式求解: r ij =max (x ij )-x ijmax (x ij )-min (x ij )(4)3)多目标模糊综合评判确定最优方案根据抗滑桩整治方案对优的隶属度u j 大小来确定最优方案。
选择最大的u j 值为最优方案。
u j 的多目标模糊综合评判计算公式如式(5)。
u j =11+∑m i =1(w i r ij -1)p∑mi =1(w irij)p2/p(5)式中:p 为距离参数,p 取1或2,分别代表海明距离和欧式距离。
w i 为目标(指标)i 的权重,满足∑mi =1wi=1。
w i 确定方法分主观赋权法和客观赋权法[4],在诸多方法中,层次分析法是主观赋权法的一种[5],该方法能反映决策者的意向、工程经验和专家判断等。
本文采用层次分析法确定w i 。
112 层次分析法计算权重w i 的步骤1)建立层次结构模型按安全可行、经济合理、保护环境、施工便捷4个基本准则,建立评价整治滑坡抗滑桩方案的层次结构模型,如图1所示。
2)构造判断矩阵判断矩阵元素值反映了人们对各因素相对重要性的认识,一般采用1～9及其标度方法。
相对于最佳方案(A ),准则层中的4个因素,即安全可行(B 1)、经济合理(B 2)、保护环境(B 3)和施工便捷(B 4)的相对重要性判断矩阵如表1所示。
图1 抗滑桩整治方案层次模型表1 判断矩阵及一致性检验AB 1B 2B 3B 4w B k(k =1,…,4)B 1112301351B 2112301351B 31/21/21201189B 41/31/31/2101109λmax =41012CI =01004R I =019CR =010044<011 其他层次中的因素相对上一层次某个因素的判断矩阵可按上述方法依次求得。
3)层次单排序及一致性检验。
运用方根法计算同一层次各因素相对于上一层次某元素相对重要性的排序权重[6],同时求出判断矩阵特征向量λmax 的解,这一过程称层次单排序,按公式(6)计算一致性指标CI 和一致性比率CR 。
CI =λmax -n n -1, CR =CI R I(6)式中:n 为判断矩阵阶数,R I 为平均随机一致性指标,可直接查得[5]。
当CR <011时,认为层次单排序结果具有满意一致性,否则需调整判断矩阵元素取值。
由A 到B 的判断矩阵的λmax ,W ,CI ,CR 如表1所示。
其他各层次中的因素相对上一层次某个因素的判断矩阵和相对权重及一致性检验均按上述步骤和方法进行,层次单排序计算结果见表2所示。
表2 层次单排序及方案总排序C 1C 2C 3C 4C 5C 6C 7C 8C 9C 10C 11C 12B 1013510139101198012150112010760000000B 201351000001000000B 30118900000001740116701094000B 40110900000000001740116701094指标总权重w i01137010690107501042010270135101140103201018010810101801018中 国 铁 道 科 学 第27卷4)层次总排序及一致性检验计算指标层中的各指标因素相对于最高层的相对重要性权重,即指标因素总权重,该过程称层次总排序,如表2所示。
W=(w1 w2 … w n) (n=12)(7)由表2得抗滑桩整治方案评价指标体系的指标因素总权重向量: W=(011370106901075010420102701351 0114010320101801081010180101)2 抗滑桩结构细部优化 在抗滑桩整治方案优选后,需进一步对所选方案的抗滑桩细部结构进行优化,在满足支护功能前提下使支护结构工程造价最低。
例如锚索桩的优化主要包括桩的截面尺寸、设锚位置、配筋等参数的优化。
211 锚点位置的优选锚点位置的优选就是选择锚点距桩顶距离,优选的目标是使桩所受最大弯矩最小,这样可减少桩配筋数,降低造价。
计算发现,随着锚点位置降低,锚点处弯矩增大,而桩最大弯矩减小,桩所需锚固深度减小,而锚索所需拉力增大;当锚点处弯矩为桩所受最大弯矩时,桩所受最大弯矩最小,价格比最小[7]。
因此,当锚点处弯矩为桩体所受最大弯矩时的锚点位置为最优锚点位置。
在选择最优锚点位置时,还需考虑锚索机具、工艺、场地土层所能达到的最大设计拉力等条件,优化选择锚点位置,使得桩体所受最大弯矩尽量靠近锚点,这样设计出的抗滑桩最经济。
212 抗滑桩截面尺寸和配筋的优化在方案优化确定了桩数、桩的形式、桩的平面位置以及最优锚点后,则每根桩所承担的下滑力、桩长、内力分布、锚索设计拉力与长度也相应地确定。
在此基础上,进行桩的截面尺寸(抗滑桩一般为矩形)和配筋优化,使每根桩的造价最低。
其优化设计大致包括4部分内容:决策(设计)变量、目标函数、约束条件和优化算法。
21211 决定变量决策变量X={x1,x2,x3}T,x1,x2,x3分别代表截面高度、截面宽度和纵向受拉钢筋截面积。
21212 目标函数单根抗滑桩结构成本为目标函数f(X)。
f(X)=f(x1,x2,x3)=Z c+Z As+Z′As+Z g =C c x1x2L+γL x3(C As+C′Asβ)+ γC g(4x1+2x2-8a0+e)A g L/S y →min(8) 其中:Z c,Z As,Z′As,Z g分别为混凝土、纵向受拉钢筋、架立钢筋(受压)、箍筋的成本;C c, C As,C′As,C g分别为混凝土、纵向钢筋、架立钢筋(受压)和箍筋的单价,元・kg-1;L为桩长, m;γ为钢筋重度,kN・m-3;β为架立(受压)钢筋截面积与纵向受拉钢筋截面积比值;a0为混凝土保护层厚度,m;e为钢筋弯钩长度,m;A g 为单根箍筋截面积;S y为箍筋间距。
21213 约束条件1)强度约束[8]①正截面强度约束 M≤f y x3(1+β)(x1-a0)γs(9)其中γs=1-015f y x3(1+β)f cm x2(x1-a0) ②斜截面强度约束 V≤0107f c x2(x1-a0)+ 115f y g nA gS y(x1-a0)(10)式中:M,M u分别为抗滑桩设计截面弯矩和极限弯矩,N・m;V为抗滑桩设计剪力,N;f y为纵向钢筋抗拉强度设计值,M Pa;f c为混凝土轴心抗压强度设计值,M Pa;f cm为混凝土弯曲抗压强度设计值,M Pa;f y g为箍筋抗拉强度设计值, M Pa;n为箍筋数。
2)配筋约束[7]①纵向钢筋 010015≤(1+β)x3x2(x1-a0)≤01544f cmf y(11) ②箍筋 0102f cf y g≤nA gx2S y≤0112f cf y g(12)(3)尺寸约束 115≤x1≤5 112≤x2≤315 x1≤115x2 x2≤x121214 优化算法抗滑桩细部结构的优化在数学上属于具有不等式约束的非线性规划问题,可采用动态规划法编程进行计算,本文直接利用软件Matlab615优化工具箱进行计算。