加权残值法在抗滑桩全桩内力计算中的应用-水文地质工程地质.pdf

　2008 年第 4 期 水文地质工程地质 　　　　　　 ·75 · 加权残值法在抗滑桩全桩内力计算中的应用 陈昌富 , 肖淑君 (湖南大学土木工程学院 ,长沙 　4 10082) 摘要 : 本文基于加权残值法的原理 ,采用适应性较广的B 样条函数作为试函数 ,提出了一种计算抗滑桩全桩内力的新方 法 。与传统方法相比 ,该法无需分受荷段和锚固段分别计算抗滑桩的内力 。同时针对受荷段和锚固段控制微分方程的 差异 ,应用子域最小二乘配点法进行分析求解 ,并编制了数值分析程序 ,对两个计算实例进行了分析 。结果表明 ,本方法 只需极为稀疏的间隔数即可得到与传统方法和有限差分法吻合很好的结果 ,且运行时间短 ,大大提高了计算效率 。 关键词 : 抗滑桩 ;加权残值法 ;滑坡 ;B 样条函数 ; 内力 + ( ) 中图分类号 : P64222 ;TU4731 2 　　　　文献标识码 : A 　　　　文章编号 : 2008 了解析与数值方法的优点 ,近年来在工程技术和科学 1 　引言 研究中应用广泛 。而 B 样条函数作为一种试函数 ,具 抗滑桩因其施工方便 、工期短 、安全可靠等特点 , 有分段光滑性 、紧凑性等重要性质[8 ] ,因此本文提出采 成为 目前大型滑坡治理最常用和有效的方法之一 。国 用五次B 样条函数作为试函数 ,基于地基系数法 , 同 外从20 世纪30 年代 , 国内自20 世纪50 年代开始将抗 时针对抗滑桩受荷段和锚固段控制微分方程的不同 , 滑桩应用于工程实践 ,它的设计理论也随着其 日益广 用子域最小二乘配点加权残值法分析抗滑桩的全桩内 泛而成熟的应用得到了相应的发展[ 1～3 ] 。由于抗滑桩 力 。最后 ,结合计算实例分析计算 ,验证所提出方法的 是通过自身强度抵抗滑体运动而达到防治滑坡的 目 有效性和可靠性 。 的 ,所以与抗滑桩强度直接有关的内力计算是抗滑桩 2 　抗滑桩控制微分方程和边界条件 设计的关键 。目前实际工程中抗滑桩的计算 ,一般是 将滑坡推力作为外荷载作用在抗滑桩上 ,桩与岩土相 抗滑桩按桩的变形系数不同,可分为刚性桩和弹 互作用的力学计算模型采用线弹性 Winkler 地基上的 性桩[ 1] 。图 1 为弹性抗滑桩计算简图。设抗滑桩全长 地基梁模型 ,其中因对滑面以上桩前滑体所产生作用 为 h (其中滑动面以上受荷段桩长为 h1 ,滑动面以下 的假设不同 ,又可细分为悬臂桩法和地基系数法[ 1] 。 锚固段桩长为 h2 ) ,桩截面的长度为 a 、宽度为 b ,抗弯 理论分析和实践表明 ,悬臂桩法由于对桩的受力状态 刚度为 EI 。 作了偏于安全的简化 , 因而对桩的内力计算结果是偏 于保守的。一般认为 ,地基系数法的分析原理较为接 近抗滑桩的实际受力状态 。传统的地基系数法基本上 采用查表法进行 ,容易受表中截断误差的影响 。此外 , 也有不少学者[4～6 ] 将有限差分法引入地