1 引言

在地基工程中，樁的主要功能是承受垂直載荷，次要功能是承受水平載荷(水平載荷作用下樁的受力和變形分析方法)，最常見的情形是排樁，即在基坑開挖之前先在周邊打樁，用來阻擋基坑開挖后的水平土壓力。偶然地，樁也用于邊坡支護(hù)中，即所謂的抗滑樁。這個(gè)筆記簡要討論了使用HYRCAN進(jìn)行抗滑樁支護(hù)邊坡的穩(wěn)定性分析。

2 問題陳述

該邊坡的地層如下圖所示，擬使用兩根抗滑樁支護(hù)邊坡。地層劃分為5層，由三種材料組成。

材料的物理力學(xué)參數(shù)如下所示。

3 分析步驟

(1) 在《免費(fèi)邊坡穩(wěn)定分析軟件HYRCAN最新版本Version 1.75.2》中提到，現(xiàn)在我們可以直接導(dǎo)入SLIDE產(chǎn)生的dxf文件，因此首先在SLIDE建立模型的幾何形狀，包括外部邊界，材料邊界和支護(hù)，然后在HYRCAN中導(dǎo)入SLIDE輸出的dxf文件，如下圖所示。

在導(dǎo)入過程中同時(shí)產(chǎn)生腳本語言，其中三個(gè)主要的參數(shù)是extboundary，matboundary，addsupport。

(2) 把上述步驟產(chǎn)生的hjs文件內(nèi)容拷貝到我們已經(jīng)制作好的分析模板中，另存為一個(gè)文件，作為新的導(dǎo)入文件。

(3) 導(dǎo)入該腳本文件，然后定義材料(definemat)包括地層和支護(hù)，指定屬性(assignsoilmat)，這些步驟與之前的例子仙童，在此不再贅述。

(4) 可以直接計(jì)算，也可以導(dǎo)出腳本，進(jìn)行微調(diào)后再作計(jì)算。

計(jì)算結(jié)果如下:

Min. FOS for Bishop Simplified Method: 1.346

Min. FOS for GLE/M-P Method: 1.315

Min. FOS for Janbu Simplified Method: 1.214

Min. FOS for Spencer Method: 1.315

4 模擬要點(diǎn)

樁/微型樁(Pile/Micro Pile)用來模擬微型樁或樁類型的支護(hù)系統(tǒng)。這種類型的支護(hù)與其他類型的支護(hù)機(jī)理不同，力的作用垂直于支護(hù)方向，而不是平行于支護(hù)方向。如同其他支護(hù)類型一樣，滑動(dòng)面必須與樁相交，這樣支護(hù)才會(huì)對滑動(dòng)面的安全系數(shù)產(chǎn)生影響。無論樁的方向如何，都不考慮拉伸或拔出作為樁的破壞模式，只考慮通過樁的橫向剪切力。

樁的抗剪強(qiáng)度(Pile Shear Strength)，是指導(dǎo)致穿過樁的剪切破壞所需的剪切力,注意，樁的抗剪強(qiáng)度是以力的形式(kN)輸入的。這個(gè)值是根據(jù)樁的橫截面尺寸和橫截面單位面積的抗剪強(qiáng)度計(jì)算出來的樁的總抗剪能力。如同土釘?shù)哪M一樣，施力方式通常選擇"被動(dòng)"。當(dāng)滑動(dòng)面與樁相交時(shí)，所施加的力(即樁的抗剪強(qiáng)度)的默認(rèn)方向(Force Direction)與假定的滑動(dòng)面方向一致(Parallel to Surface)。

新版的SLIDE引入了 Ito & Matsui(1975)的受力模式。該模式假定樁被塑性變形的地層包圍，作用在樁上的側(cè)向力通過從樁頂?shù)?/span>與滑動(dòng)面相交處的積分來計(jì)算。這個(gè)力取決于土的粘聚力和內(nèi)摩擦角，樁的直徑和垂直有效應(yīng)力。因此，對于單一材料，力將隨著深度的增加而增加，然而如果樁與多種材料相交將有所不同，因?yàn)樗Q于材料的特性。這已經(jīng)超出了本文討論的范疇。