基于強(qiáng)度折減法的抗滑樁加固邊坡可靠度分析

黃俊 趙江 段祥睿 張潔

摘 要：抗滑樁是一種常用的邊坡加固方法。由于天然土體存在不確定性，導(dǎo)致抗滑樁加固邊坡的穩(wěn)定性也存在不確定性，采用可靠度方法可定量考慮上述不確定性。為更加真實(shí)地反映不同抗滑樁加固位置下邊坡的滑動(dòng)面，采用強(qiáng)度折減法來(lái)計(jì)算邊坡的安全系數(shù)。基于可靠度理論提出一種抗滑樁加固邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法，采用一階可靠度與響應(yīng)面法相結(jié)合的方法計(jì)算邊坡的失效概率。為方便應(yīng)用，開(kāi)發(fā)了基于FLAC3D的抗滑樁加固邊坡可靠度分析程序。采用鋼管混凝土樁加固邊坡的算例計(jì)算結(jié)果表明，抗滑樁的加固位置和樁間距對(duì)加固邊坡的可靠度有重要影響，在相同的樁間距條件下，邊坡可能存在一個(gè)最優(yōu)抗滑樁加固位置。

關(guān)鍵詞：邊坡;抗滑樁;可靠度;強(qiáng)度折減法

中圖分類(lèi)號(hào)：TU431 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-6717（2020）06-0011-08

Abstract： Piles are widely used to reinforce slopes. Uncertainties exist in stability with anti-slide pile reinforced slope due to the uncertainties of soil. Reliability method can be used to quantify the uncertainties. Shear strength reduction method is employed to obtain the factor of safety and slip surfaces with different pile reinforcement locations. A response surface method-based first order reliability method is used to calculate the failure probability. Based on FLAC3D， an automatic programing procedure is proposed for convenient application.Steel pipe piles are adopted for stabilization in the illustrative example. The results show pile location and spacing have significant effect on the reliability of the illustrative example. An optimal location may exist at a certain spacing for the illustrative example. The suggested method can be helpful for the optimal design of pile reinforcement for soil slopes.

Keywords：soil slopes; piles; system reliability; shear strength reduction method

由于土體是一種復(fù)雜的天然材料，性質(zhì)復(fù)雜多變，導(dǎo)致了其力學(xué)參數(shù)的不確定性，也造成邊坡的安全系數(shù)難以準(zhǔn)確確定。20世紀(jì)70年代，Wu等[1]建議采用概率理論考慮邊坡穩(wěn)定性分析中的不確定因素，由此，基于可靠度理論的邊坡穩(wěn)定性分析方法獲得廣泛的研究[2-3]。多年來(lái)，邊坡可靠度分析模型多基于工程中常用的極限平衡法[4]。近年來(lái)，隨著強(qiáng)度折減法的發(fā)展，基于強(qiáng)度折減法的邊坡可靠度分析日益受到重視[5]。與極限平衡法相比，強(qiáng)度折減法無(wú)需對(duì)滑動(dòng)面形狀進(jìn)行假設(shè)即可自動(dòng)搜索最危險(xiǎn)滑動(dòng)面位置，能夠更加真實(shí)和“自然”地反映邊坡的破壞機(jī)制[6]。……