(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 202211046379.0 (22)申请日 2022.08.30 (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 申请人 河南省自然资源监测院 (72)发明人 王浩　晏田田　潘登　马利群　 付德伟　张建伟　张敏　 (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) G06F 30/20(2020.01) G06F 17/13(2006.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种护坡椅式锚索桩组合结构及其计算方 法 (57)摘要 本发明提出了一种护坡椅式锚索桩组合结 构及其计算方法， 解决了易风化岩质边坡使用抗 滑桩深埋难开挖、 浅埋无法保持桩 前长期稳定的 问题； 其组合结构包括椅式桩、 预应力锚索和挂 板； 椅式桩包括前桩、 后桩和斜梁， 前桩桩顶标高 低于后桩桩底标高， 前桩深入风化岩石层内部； 后桩处于悬臂状态， 相邻的前桩之间设有挂板； 前桩和后桩通过斜梁相连， 斜梁的两端分别与前 桩顶端、 后桩底端刚性连接， 斜梁紧贴地面并在 斜梁上设置两排预应力锚索， 预应力锚索的一端 固定在斜梁 上， 预应力锚索的另一端固定在边坡 稳定的岩 土体中， 两排预应力锚索分别靠近斜梁 两端。 本发明推导出了椅式锚索桩内力计算公 式， 实现了对高陡易 风化岩质路堤边坡的支护。 权利要求书3页 说明书9页 附图2页 CN 115455528 A 2022.12.09 CN 115455528 A 1.一种护坡椅式锚索桩组合结构， 其特征在于， 包括椅式桩、 预应力锚索和挂板； 椅式 桩包括前桩、 后桩和斜梁， 前桩桩顶标高低于后桩桩底标高， 前桩深入风化岩石层内部； 后 桩处于悬臂状态， 相 邻的前桩之 间设有挂板； 前桩和 后桩通过斜梁相连， 斜梁的一端与前桩 顶端刚性连接， 斜梁的另一端与后桩底端刚性连接， 斜梁紧贴地面并在斜梁上设置两排预 应力锚索， 预应力锚索的一端固定在斜梁上， 预应力锚索的另一端固定在边坡稳定的岩土 体中， 两排预应力锚索分别靠 近斜梁两端。 2.一种如权利要求1所述的护坡椅式锚索桩组合结构的计算方法， 其特征在于， 其步骤 如下： 搭建椅式抗滑桩计算模型， 计算椅式桩前桩与后桩 桩身内力； 斜梁承受锚索拉力、 地基反力及前桩和后桩的作用力； 基于后桩、 斜梁重力荷载以及边 坡与斜梁之间的摩擦力， 在温克尔模型假定下， 根据斜梁承受的作用力 建立斜梁的挠 曲线 微分方程， 并计算 斜梁内力。 3.根据权利要求2所述的护坡椅式锚索桩组合结构的计算方法， 其特征在于， 所述斜梁 内力的计算方法为： 设定后桩 桩长为h1、 斜梁长度为h2、 前桩桩长为h3； 斜梁与后桩 桩底连接处B点 斜梁的弯 矩MB及剪力QB的计算如下： MB＝M； 其中， M为填土水平推力作用于后桩桩底B点处的弯矩， Q为填土水平推力作用于后桩桩 底B点处的剪力； 为边坡坡度； G1为后桩桩身重力； 且G1＝γabh1g， γ为桩体容重， a为抗滑 桩截面长度， b为 抗滑桩截面宽度， g为重力加速度； 根据弹性 地基梁理论， 建立 斜梁的挠曲线微分方程： 其中， E为 斜梁的弹性模量， I 为斜梁的惯性矩， k 为基床系数， q(x)为梁上荷载； 通过对斜梁的挠曲线微分方程进行 数学求解， 得到斜梁C点处内力和位移的计算公式： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115455528 A 2其中， yc为C点处斜梁位移， yB为B点处斜梁位移， θB为B点处斜梁转角， α 为特征系数， P为 锚索拉力， 为锚索锚固角， x为斜梁计算点距原点的距离， xc为计算点C点距斜梁原点的距 离， x1为第一排锚索距斜梁原点的距离， x2为第二排锚索距斜梁原点的距离， 且 θc为C点处斜梁转角， Mc为C点处斜梁弯矩， Qc为C点处斜梁剪 力； 由地基系数法计算前桩 桩顶水平位移xcd及转角 θcd： 其中， M1为前桩桩顶处的弯矩， Q1为前桩桩顶处的剪力， β 为前桩的变形系数， φ1、 φ2、 φ3、 φ4为地基系数法的影响值 函数， 且 Mc＝Mcb； 其中， Ncb为斜梁轴力， Qcb为C点处斜梁剪力， G2为斜梁重力， Fs为斜梁所受摩檫力， 且G2＝ γabgh2， μ为斜梁与坡面的摩擦系数； 令 根据C点处位移连续， 斜梁C点处水平位移与前桩桩顶水平位移相等、 转角相等， 得到：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115455528 A 3