高路堤承台式抗滑桩力学行为的模型试验

邓明园; 杨泉; 肖世国; 李安洪

应用力学学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (1) : 182 -193.

高路堤承台式抗滑桩力学行为的模型试验

邓明园, 杨泉, 肖世国, 李安洪

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摘要

高路堤承台式抗滑桩是一种可用于特殊条件下支挡高路堤的新型组合式抗滑结构，可适用于铁路沿线典型陡坡路堤工程，主要由上部的受荷桩板墙、中间的承台和下部的基础桩构成。为研究高路堤承台式抗滑桩在外荷载作用下桩侧土压力分布规律、内力与位移特征，依托云南弥勒至蒙自铁路某区段的典型高路堤工程，进行了几何、重度相似比分别为1∶13和1∶1的物理模型试验，并结合数值模拟及理论方法进行分析。结果表明：从桩-土系统变形发展与推力荷载关系而言，桩体水平位移随推力发展可分为较小推力作用下的线弹性小变形阶段、增长率缓慢增大的弹塑性变形阶段和增长率显著增大的塑性变形阶段共3个阶段；受荷桩板墙后侧土压力分布呈顶点位于中下部的抛物线模式；基础桩前侧和后侧土压力总体分别呈上小下大、上大下小的抛物线形分布，后侧土压力最大值位于基础桩顶端，后侧土压力合力占前侧的24%～37%;基础桩中部存在弯矩与剪力零点，其顶端弯矩、剪力较受荷桩底端显著减小，分别减小55%～60%、93%～94%;现行相关规范方法算得受荷桩、基础桩最大弯矩分别较试验值高出16%～36%、16%～23%,其算法显著偏保守；基础桩顶端弯矩较传统等截面抗滑桩减小56%～63%,意味着承台式抗滑桩可显著改善传统抗滑桩的“嵌固段”受力，整体上具有较为突出的力学性能优越性。