(19)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 202210741174.8 (22)申请日 2022.06.27 (71)申请人 河南大学 地址 450046 河南省郑州市郑东 新区明理 路北段379号 (72)发明人 王浩　晏田田　付德伟　张敏　 宋昊明　 (74)专利代理 机构 郑州优盾知识产权代理有限 公司 41125 专利代理师 张彬 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) E02D 17/20(2006.01) E02D 5/76(2006.01) E02D 5/54(2006.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 推移式滑坡预应力锚索刚性桩计算方法 (57)摘要 本发明提出了一种推移式滑坡预应力锚索 刚性桩计算方法， 推移式滑坡预应力锚索刚性桩 包括锚索桩、 锚索和锚礅， 锚索桩的桩顶设有锚 索， 锚索桩与锚索固定连接， 锚索的一端固定在 锚礅上， 锚索的另一端固定在边坡的稳定岩土体 中； 其计算方法为： 首先， 将锚索桩与锚索视为一 个整体； 其次， 根据滑坡的运动形式， 计算 设桩处 推移式滑坡的桩前土抗力； 最后， 根据锚拉点处 的位移变形协调， 建立平衡方程； 由平衡方程以 及桩前土抗力计算出桩身转角、 锚索实际拉力、 锚固段桩侧弹性抗力以及桩身截面剪力、 弯矩和 位移。 本发明考虑了预应力锚索刚性桩的桩锚变 形协调， 计算出锚索实际拉力、 桩身转动点位置 及桩身位移， 计算结果更加符合实际， 计算方法 简单便捷。 权利要求书3页 说明书8页 附图3页 CN 115017592 A 2022.09.06 CN 115017592 A 1.一种推移式滑坡预应力锚索刚性桩计算方法， 其特征在于， 推移式滑坡预应力锚索 刚性桩包括锚索桩、 锚索和锚礅； 锚索桩的桩顶设有锚索， 锚索桩与锚索固定连接， 锚索的 一端固定在锚礅上， 锚索的另一端固定在边坡的岩土体中； 所述推移式滑坡预应力锚索刚性桩计算方法为： 首先， 将锚索桩与锚索视为一个整体， 并设定桩在滑面以上的桩长为h1、 滑面以下的桩长为h2、 桩前土抗力高度为hk、 桩的计算宽 度为Bp； 其次， 根据滑坡的运动形式， 计算设桩处推移式滑坡的桩前土抗力； 最后， 根据锚拉 点处的位移变形协调， 建立位移变形协调平衡方程； 由位移变形协调平衡方程、 滑坡推力以 及桩前土抗力的平衡条件计算出桩身转角、 锚索实际拉力、 锚固段桩侧弹性抗力以及桩身 截面剪力、 弯 矩和位移。 2.根据权利要求1所述的推移式滑坡预应力锚索刚性桩计算方法， 其特征在于， 所述根 据滑坡的运动形式， 计算设桩处推移式滑坡的桩前土抗力的方法为： 推移式滑坡前缘有放 射状裂隙， 裂隙平行于滑动方向， 此时在滑坡下部 设置的抗滑桩受到桩前土抗力的作用， 桩 前土抗力大小与桩前滑面倾角有关， 当倾角为正时， 忽略桩前土抗力的作用， 当倾角为负 时， 计算桩前土抗力； 桩前土抗力EK在地面处的强度分布为q3， 桩前土抗力EK在滑面处的强度分布为q4； 其计 算公式分别为： 其中， S为桩前土 单位计算面积， b为桩宽， m1为桩前土抗力分配系数， α 为桩前滑面倾角， γ为土的重度， 为土的内摩擦角。 3.根据权利要求1或2所述的推移式滑坡预应力锚索刚性桩计算方法， 其特征在于， 所 述锚拉点的位移变形协调方程 为： d(P‑P0)＝△φ(y0+d)； 其中， P0为锚索的初始预应力， P为锚索实际拉力， δ为锚索的柔度系数， △φ为桩的转动 角度， y0为桩的转动点距锚固段顶端的距离， d为锚拉点距滑动面的距离； 且 △i＝△φ(y0+ d)， fi＝d(P‑P0)， li为锚索自由段长度， As为每束锚索截面积， Eg为锚索的弹性 模量， N为每孔锚索的束数； 所述位移变形协调平衡方程包括桩底处剪力平衡方程、 弯 矩平衡方程， 分别表示 为： 其中， A为滑动面处的地基系数， m为地基比例系数， Q0为滑面处桩的剪力， M0为弯矩， 且权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115017592 A 2q1为滑坡推力 在桩顶的强度分布， q2为滑坡推力在滑面处的强度分布， q3为桩前土抗力 在地 面处的强度分布， q4为桩前土抗力在滑面处的强度分布。 4.根据权利要求3所述的推移式滑坡预应力锚索刚性桩计算方法， 其特征在于， 所述桩 的转动角度 △φ的计算方法为： 5.根据权利要求3所述的推移式滑坡预应力锚索刚性桩计算方法， 其特征在于， 所述桩 的转动点距锚固段顶端的距离y0的计算方法为： 其中， Q1为滑坡推力作用下滑面处桩所产生的剪力， M1为滑坡推力作用下滑面处桩所产 生的弯矩， Q2为桩前土 抗力作用下滑面处桩所产生的剪力， M2为桩前土 抗力作用下滑面处桩 所产生的弯 矩。 6.根据权利要求3所述的推移式滑坡预应力锚索刚性桩计算方法， 其特征在于， 所述锚 索实际拉力的计算方法为： 7.根据权利要求3所述的推移式滑坡预应力锚索刚性桩计算方法， 其特征在于， 所述锚 固段桩侧弹性 抗力的计算方法为： σi＝(A+my)(y0‑y)△φ； 其中， y为计算 点至滑动面的距离， σi为锚固段桩侧弹性 抗力。 8.根据权利要求7所述的推移式滑坡预应力锚索刚性桩计算方法， 其特征在于， 所述桩 身截面剪力、 弯 矩和位移的计算分为四段； 第一段——d<y≤h1时的桩身截面剪力、 弯 矩和位移的计算方法为： Xi＝△φ(y0+y)； 第二段——hk<y≤d时的桩身截面剪力、 弯 矩和位移的计算方法为：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115017592 A 3