(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111496387.0 (22)申请日 2021.12.08 (71)申请人 成都苏杜地质工程咨询有限公司 地址 610000 四川省成 都市新都区新都街 道新都大道8号西南石油大学科技园 大厦5楼5 07A 申请人 西南石油大 学 (72)发明人 苏培东　张海传　邱鹏　王茂珲　 李有贵　 (74)专利代理 机构 成都精点专利代理事务所 (普通合伙) 51338 代理人 周建 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于土拱效应的梯形抗滑桩侧桩选取 方法 (57)摘要 本发明属于抗滑桩技术领域， 涉及一种基于 土拱效应的梯形抗滑桩侧桩选 取方法， 其包括以 下步骤： S1.建立理论模型； S2.参数假设； S3.特 征分析； S4.建模整合； S5.模型建立； S6.模拟分 析； S7.循环上述步骤S1 ‑S6， 采用上述步骤可以 有效区别于现有技术的依次进行有限元分析、 模 型数据分析采集、 模型建立， 对比分析的常规步 骤进行， 可以高效解决当梯形截面抗滑桩上底， 截面高度以及桩间距布设与桩土接触面摩阻系 数保持一定时， 45度到50度的截面侧角有利于加 强桩侧与桩后受力面 性能， 双拱发挥 协同作用。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 114139426 A 2022.03.04 CN 114139426 A 1.一种基于 土拱效应的梯形抗滑桩侧桩的选取 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1.建立理论模型， 对比成拱模型， 基于水平土拱效应， 选取 特征剖面作为基准计算 面； S2.参数假设， 将与土拱效应有关的参数进行假设定义， 推导计算公式； S3.特征分析， 在已经假设的参数范围内， 选取每个参数对应的特征值， 选取后进行基 于flac‑3d的有限元分析； S4.建模整合， 根据特 征分析结果选取参数进行参数设定， 进 而建立三维模型； S5.模型建立， 基于特 征参数分析选用功能模型； S6.模拟分析， 基于 选取功能模型， 进行模拟分析； S7.循环上述 步骤S1‑S6， 直至选取结束。 2.根据权利要求1所述的一种基于土拱效应的梯形抗滑桩侧桩的选取方法， 其特征在 于， 所述S2具体为： 相关参数分别为抗滑桩桩后水平推力P； 等效均布荷载Q； 定义梯形抗滑 桩截面尺寸a ×b×θ， 其分别为桩截面上底长、 截面高度以及截面底角； 桩侧土拱成拱高度 为h； 桩侧桩土摩阻系数 μ； 桩侧间距L； 桩侧拱分担载荷q2； 轴向受压模型的剪切破坏角 δ， 其 中结合上述 参数进行公式推导， 得到推导公式： 3.根据权利要求1所述的一种基于土拱效应的梯形抗滑桩侧桩的选取方法， 其特征在 于， 所述S3具体为： 设定参数θ 的值 为45° ‑85°； 设定桩侧摩擦系数 μ为0.15 ‑0.3。 4.根据权利要求1所述的一种基于土拱效应的梯形抗滑桩侧桩的选取方法， 其特征在 于， 所述S4具体为： 采取ANSYS ‑Workbench对梯形抗滑桩 ‑土质边坡进行三维建模， 用ANSYS 内置Boolean  operations命令元对桩土接触模型进行整合， 由Ansys ‑Mesh对桩土模型整体 进行网格划分。 5.根据权利要求1所述的一种基于土拱效应的梯形抗滑桩侧桩的选取方法， 其特征在 于， 所述S5具体为： 采用Mohr ‑Coulomb弹塑性破坏模型， 桩土接触面采取摩尔库伦滑动模 型， 其中弹 塑性破坏模型， 桩土 接触面采取摩尔库伦滑动模型。 6.根据权利要求1所述的一种基于土拱效应的梯形抗滑桩侧桩的选取方法， 其特征在 于， 所述S6具体为： 依次进行分组分析、 进行不通截面侧角下的应力云图分析、 监测点位移 分析、 不同截面测角下的位移云图分析以及接触面 位移增量对比分析。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114139426 A 2一种基于土 拱效应的梯形抗滑桩侧桩选取方 法 技术领域 [0001]本发明属于抗滑桩技术领域， 涉及一种基于土拱效应的梯形抗滑桩侧桩选取方 法。 背景技术 [0002]近年来， 山地地区地质灾害频发， 针对滑坡边坡等高发性地质灾害的治理， 抗滑桩 支护措施占有不可或缺的地位。 其中， 传统矩形截面抗滑桩的运用颇为广泛， 究其支护作用 的受力机制， 矩形截面抗滑桩主要依托端承受荷面对桩后土体推力进行抵抗， 其次依托桩 侧的桩土摩阻作用对桩间土体进 行支挡。 正是由于抗滑桩的承力机制与岩土体受压不受拉 的特殊力学性能， 当滑坡体剩余下滑力施加于抗滑桩受荷区时， 土拱效应应运而生， 土拱效 应的存在， 对于滑坡的治理有着不可忽略的影响， 随着土拱效应的发现与对其研究 的发展， 针对桩土作用的说法众说纷纭， 现有技术中， 滑坡 是建设工程中常见的一种不良地质现象， 在工程选址的过程中应尽量避开滑坡体， 但由于受到客观条件的限制或未能探明等原因， 在实际工程中仍会遇 到各种滑坡问题， 这时就需要采取有效的工程措施对其进行整 治。 [0003]设置抗滑支挡结构阻止坡体的滑动是目前工程中最为有效的处理手段， 其中又以 抗滑桩的应用最为广泛。 其基本抗滑原理是在滑坡带 的适当位置处设置一系列桩， 这些桩 穿过滑动带进入下部的稳定地基， 利用桩的锚固段来阻止坡体的滑动， 结合已有抗滑桩配 合土拱效应， 通常会出现会削弱双拱协同传力的机制， 仅仅促使单拱 的发育会增大桩周土 体绕流效应从而导 致土拱传力机制的削弱或消失。 发明内容 [0004]本发明的目的在于提供一种基于土拱效应的梯形抗滑桩侧桩选取方法， 解决现有 技术仅仅促使单拱的发育增大桩周土体绕流效应从而导致土拱传力机制的削弱或消失的 问题。 [0005]本发明的目的通过以下述技术方案来实现， 包括以下步骤： S1.建立理论模型， 对 比成拱模 型， 基于水平土拱效应， 选取特征剖面作为基准计算面； S2.参数假设， 将与土拱效 应有关的参数进 行假设定义， 推导计算 公式； S3.特征分析， 在已经假设的参数范围内， 选取 每个参数对应的特征值， 选取后进行基于flac ‑3d的有限元分析； S4.建模整合， 根据特征分 析结果选取参数进行参数设定， 进而建立三维模型； S5.模型建立， 基于特征参数分析选用 功能模型； S6.模拟分析， 基于选取功能模型， 进行模拟分析； S7.循环上述步骤S1 ‑S6， 直至 选取结束。 [0006]需要说明的是， 按照本发明步骤进行， 可以有效区别于现有技术的依次进行有限 元分析、 模型数据分析采集、 模型建立， 对比分析的常规步骤进行， 虽然也是进行抗滑桩的 参数设置分析， 但是 数据普遍依托于数据模型进行， 数据分析建立在平台上。 [0007]所述S2具体为： 相关参数分别为抗滑桩桩后水平推力 P； 等效均布荷载Q； 定义梯形 抗滑桩截面尺寸a ×b×θ， 其分别为桩截面上底长、 截面高度以及截面底角； 桩侧土拱成拱说　明　书 1/4 页 3 CN 114139426 A 3