格構(gòu)梁+錨桿（錨索）是邊坡加固常用的工程措施，特別是對于坡面較陡，坡高在10~30m的邊坡。格構(gòu)錨固方案對于巖質(zhì)邊坡和土質(zhì)邊坡均適用。在《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》中，沒有專門對該防治方案進行描述。在我們實際邊坡防治方案設(shè)計中，往往只考慮錨桿或錨索的錨固力，而忽略了格構(gòu)梁的計算。格構(gòu)梁的內(nèi)力計算較為復(fù)雜，特別是在巖土體+錨桿+格構(gòu)梁整體相互作用下，很多問題只能簡化。

為了較為全面地探究三維格構(gòu)錨固方案的防治效果，本期采用有限元數(shù)值方法，對三維邊坡格構(gòu)錨固方案的加固效果進行數(shù)值模擬評價。方案見圖1和圖2，坡高15m，預(yù)應(yīng)力錨桿垂直間距2.5m，水平間距2.5m，剖面上布置5根錨桿，12m和15m長短相間布置。格構(gòu)梁截面尺寸為0.3×0.3m，頂梁和底梁不布置錨桿。

圖1 邊坡格構(gòu)錨固加固方案

圖2 三維格構(gòu)錨固方案數(shù)值建模

圖3 模型網(wǎng)格劃分

首先，在邊坡加固前，進行自重力計算，得到邊坡的位移和塑性應(yīng)變云圖，如圖4和圖5所示。從塑性應(yīng)變來看，在自重作用下，該邊坡中、前部出現(xiàn)明顯的塑性破壞，形成明顯的滑動面。

圖4 加固前自重位移

圖5 加固前自重塑性應(yīng)變

在經(jīng)過格構(gòu)錨固方案加固后，自重作用下的邊坡位移和塑性應(yīng)變云圖如圖6和圖7所示。從加固后的塑性破壞區(qū)來看，相較于加固前，塑性區(qū)明顯縮小，主要集中在坡腳局部范圍處。該處塑性應(yīng)變還包括格構(gòu)梁自重對坡腳土體的作用。從上述對比分析可知，格構(gòu)錨固加固后，邊坡穩(wěn)定性有了明顯提高。此處暫沒有進一步利用強度折減法計算加固前后的穩(wěn)定系數(shù)。

圖6 加固后自重位移

圖7 加固后自重塑性應(yīng)變