本书内容涉及交通工程领域路基高边坡加固中两种技术的协同作用问题，共分为8章：绪论、抗滑桩加固边坡研究现状、预应力锚索抗滑桩土拱效应研究、预应力锚索抗滑桩加固机理的影响因素分析、预应力锚索抗滑桩受力及变形特性研究、基于土拱效应的预应力锚索抗滑桩设计参数优化研究、基于桩体受力及变形的预应力锚索抗滑桩设计参数优化研究、锚杆与抗滑钢管桩联合加固高填土路基边坡工程应用。本书凝聚了作者多年来在路基高边坡加固方面的zui新研究成果，反映了交通岩土工程领域的工程需求。 本书既适合作为高等院校交通工程专业、道路桥梁与渡河工程专业、土木工程专业本科生学习使用，也可作为交通运输专业、道路与铁道工程专业研究生学习使用，同时也可作为相关专业现场工作人员的学习参考用书。

随着我国基础设施建设的不断发展，出现了大量由于人工开挖或填筑而形成的大型高陡边坡，在一些不利因素影响下极易产生滑坡灾害。为提高路基边坡稳定性，实际工程中会采取多种加固与防护措施对危险边坡进行处治，从而保障工程建设的顺利进行和后期的运营安全。其中，支挡抗滑技术由于具有抗滑能力强、桩位布置灵活、施工安全便捷、对周围环境影响小等优点，已广泛应用于各类边坡加固工程中。然而，由于普通悬臂式抗滑桩受力形式极不合理，工程中大多采用增大抗滑桩截面尺寸或布置双排抗滑桩等方式来增加桩身安全性，造成了工程建设中的巨大浪费。

为改善这种不利的受力状态，预应力锚索抗滑桩应运而生。它是在普通悬臂桩的基础上，在桩身设置一道或多道嵌入岩体内部的预应力锚索，使原来的悬臂结构转变为简支梁结构，从而由被动受力转变为主动受力，桩身应力也随之重新分布，桩身最大位移、剪应力、弯矩等均显著减小，危险截面位置也随之发生改变，从根本上改善了悬臂式抗滑桩不合理的受力状态。这种联合加固结构减小了抗滑桩的截面尺寸，使抗滑桩的锚固深度变浅，从而节省了工程投资。据统计，岩土预应力锚索抗滑桩比普通悬臂式抗滑桩节省工程投资约40%以上。

但作为一种发展历时较短的支挡结构，岩土预应力锚索抗滑桩设计方法尚不成熟，且其受力机理较为复杂，目前对其传力机制、工作特性及设计方法的研究还处于起步阶段，尤其是在设计中需要考虑的土体预加固作用、不同滑坡推力形式以及桩锚协调变形等问题的研究上还存在诸多争议。另外，抗滑桩截面尺寸、桩间距、锚索预应力大小、安装角、抗滑桩锚固深度各参数取值优化等方面都还需要作深入的理论及试验研究。因此，开展岩土预应力锚索与抗滑桩联合加固技术的加固机理、设计参数优化及其加固效果评价研究具有重要的理论意义和工程应用价值。

鉴于此，本书以山东省高速公路边坡加固处治为基本应用目标，对路基高边坡联合加固结构关键技术及应用进行全新研究，研究成果为高等级公路高陡边坡桩—锚联合加固处理工程的设计、施工及养护提供了较完整的解决方案。

本书凝聚了著者多年来在路基高边坡加固方面的最新研究成果，反映了交通岩土工程领域的工程需求。从2001年开始著者对预应力锚索（杆）和抗滑桩等加固技术进行长期系统的研究，提出了岩土预应力锚索与抗滑桩联合加固路基的关键技术，并在预应力锚索抗滑桩的加固机理、预应力锚索抗滑桩桩间土拱效应、“边坡—预应力锚索—抗滑桩”相互作用机制等方面提出了自己独特的见解。希望本书的出版能够起到抛砖引玉的作用，为交通工程领域路基高边坡加固打下基础。

本书内容涉及交通工程领域路基高边坡加固中两种技术的协同作用问题，共分为8章；第1章，绪论（张思峰，刘伟，马帅帅，陈兴吉，张新宇）；第2章，抗滑桩加固边坡研究现状（张思峰，厉超，齐辉，刘伟，俄广迅）；第3章，预应力锚索抗滑桩土拱效应研究（张思峰，张国建，陈兴吉，马帅帅）；第4章，预应力锚索抗滑桩加固机理的影响因素分析（张思峰，张新宇，王玉帅，杨哲）；第5章，预应力锚索抗滑桩受力及变形特性研究（张思峰，张国建，齐辉，俄广迅，王同福）；第6章，基于土拱效应的预应力锚索抗滑桩设计参数优化研究（张思峰，张国建，齐辉，陈兴吉）；第7章，基于桩体受力及变形的预应力锚索抗滑桩设计参数优化研究（张思峰，厉超，王玉帅，陈国栋）；第8章，锚杆与抗滑钢管桩联合加固高填土路基边坡工程应用（张思峰，张国建，齐辉，刘伟，俄广迅，王同福）。 本书的部分研究成果得到了国家自然科学基金（51108252），泉城领军人才计划项目（2018年度）和山东省交通运输科技计划项目（2017B59）资助，在此表示衷心的感谢。同时也对孙晟之、胡钰睿、任国彰、任子夤、夏冲、刘超、牛立可、王川、王雨佳等在本书编排、整理和校阅过程中付出的辛勤劳动表示感谢。

由于作者水平有限，书中难免有疏漏和不足之处，敬请读者批评指正。

著者2021年12月于泉城济南

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第1章绪论1
1.1计算机仿真2
1.2颗粒流方法2
1.3有限元方法5
第2章抗滑桩加固边坡研究现状8
2.1国内外研究现状8
2.2研究内容13
第3章预应力锚索抗滑桩土拱效应研究16
3.1土拱演化位移场、剪应变场量测及失效模式模型试验16
3.2土拱效应影响因素模型试验20
3.3土拱效应土体内部应力分布规律模型试验26
3.4土拱效应颗粒流模拟分析29
3.5本章小结36
第4章预应力锚索抗滑桩加固机理的影响因素分析37
4.1桩截面宽度对土拱效应影响37
4.2桩间距对土拱效应影响40
4.3土颗粒不规则形状对土拱效应影响44
4.4土颗粒粒径组成对土拱效应影响46
4.5土颗粒摩擦系数对土拱效应影响48
4.6土颗粒孔隙率对土拱效应影响50
4.7本章小结53
第5章预应力锚索抗滑桩受力及变形特性研究54
5.1预应力锚索抗滑桩受力及变形特性模型试验研究54
5.2预应力锚索抗滑桩受力及变形特性数值模拟研究66
5.3本章小结77
第6章基于土拱效应的预应力锚索抗滑桩设计参数优化研究79
6.1抗滑桩颗粒流数值模拟模型建立79
6.2抗滑桩桩截面形状设计优化80
6.3抗滑桩表面粗糙程度设计优化83
6.4双排抗滑桩的排列形式设计优化85
6.5双排抗滑桩下桩排距设计优化88
6.6本章小结90
第7章基于桩体受力及变形的预应力锚索抗滑桩设计参数优化研究91
7.1数值计算模型建立及运算91
7.2锚索预应力大小设计优化95
7.3锚索布设位置设计优化97
7.4锚索角度设计优化101
7.5抗滑桩桩间距设计优化102
7.6抗滑桩埋置方式设计优化106
7.7抗滑桩锚固深度设计优化108
7.8抗滑桩截面形状设计优化110
7.9不同桩后填料的抗滑桩设计优化114
7.10不同滑坡推力形式的抗滑桩桩位设计优化121
7.11预应力锚索抗滑桩设计方法的主控因素分析123
7.12本章小结125
第8章锚杆与抗滑钢管桩联合加固高填土路基边坡工程应用127
8.1工程背景及病害原因127
8.2路基加固设计129
8.3路基加固施工130
8.4现场应力及位移监测131
8.5本章小结140
参考文献141

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张思峰，教授，博士，硕士生导师。2007年毕业于同济大学土木工程学院，现任山东建筑大学交通工程学院副院长，校学术委员会委员，校教学名师，2018年度泉城产业领军人才，山东科技咨询协会常务理事，山东轨道交通学会理事，国家自然科学基金、省重点研发计划等项目评审专家，《公路交通科技》、《KSCEJournalofCivilEngineering》等期刊审稿专家。主要从事路基边坡加固、不良地基处治及细观岩土力学等方面的科研工作。主持完成包括国家自然科学基金、山东省优秀中青年科学家科研奖励基金、山东省自然科学基金等在内的纵横向科研课题10余项，获山东省科技进步二等奖1项、三等奖3项，山东省优秀教学成果一等奖1项，山东省软科学优秀成果二等奖1项、三等奖1项。申请及授权专利30余项，登记软件著作权8项，发表及录用学术论文50余篇，其中SCI、EI收录近20篇。张国建，2020年毕业于中国矿业大学，现任山东省数字城市及智能建筑工程技术研究中心主任助理，主要从事路基变形与沉陷控制，近景摄影测量方面的研究工作。在《KSCEJournalofCivilEngineering》，《JournalofCivilS

本书凝聚了著者多年来在路基高边坡加固方面的zui新研究成果，反映了交通岩土工程领域的工程需求。从2001年开始著者对预应力锚索（杆）和抗滑桩等加固技术进行长期系统的研究，提出了岩土预应力锚索与抗滑桩联合加固路基的关键技术，并在预应力锚索抗滑桩的加固机理、预应力锚索抗滑桩桩间土拱效应、“边坡—预应力锚索—抗滑桩”相互作用机制等方面提出了自己独特的见解。希望本书的出版能够起到抛砖引玉的作用，为交通工程领域路基高边坡加固打下基础。