锚索抗滑桩与土体相互作用的数值分析

锚索抗滑桩已发展成为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。本文通过采用土体抗剪强度折减的非线性有限元法分析边坡滑动时的锚索抗滑桩与土体的相互作用，提出了锚索抗滑桩计算分析的一种新方法，得出了一些有意义的结论。 本文首先以福建省永安市洪田箭丰滑坡整治工程为对象，在该工程的特定地层条件、土性参数和桩结构体系下，采用土体抗剪强度折减的非线性有限元法，编制了平面应变的非线性有限元程序，分析了锚索抗滑桩与土体相互作用。在程序中土体采用了Duncan-chang双曲线本构模型，桩和锚固层以下的岩体采用了线弹性本构模型，并且在桩和岩土体间设置了无厚度的古德曼（Goodman）单元，对于软弱夹层和已知的滑裂面也采用古德曼单元模拟，锚索采用的是具有初始应力的连续杆单元模拟。程序中模拟了边坡治理的整个施工过程以及施工结束后边坡条件恶化过程中的桩-土相互作用。通过计算分析，得出了抗滑桩的水平位移、桩身应力、锚索拉力和桩侧土压力的分布规律和它们之间的相互关系以及极限状态时的桩的结点抗力和桩的内力分布规律，为锚索桩的结构设计、强度校核、稳定性校核和单桩抗滑力的确定提供了充分的理论依据，同时也提出了锚索抗滑桩计算分析的一种新方法。 由于桩和土相互作用涉及因素较多，且关系复杂，为了探讨不同条件下它们相互作用的异同，因此本文在前面桩-土相互作用分析的基础上，采用单因素变动法进一步分析。论文中主要从滑裂面土体的抗剪强度参数（C、值）、锚索的参数（锚索预应力大小和锚索的刚度）和桩参数（桩的埋深和桩间距）三个方面来讨论每个因素变动对桩身水平位移和两侧结点应力的影响，从而确定影响锚索抗滑桩的主要因素。通过23个设计方案的计算和比较分析，明确了锚索抗滑桩对各个影响因素的敏感程度，为工程中锚索抗滑桩的设计和优化提供了一些有意义的参考。