近年来，抗滑桩作为一种结构形式简单、桩位布置灵活、施工方便、治理效果可靠的支挡结构，在滑坡治理工程中被广泛地应用，成为治理滑坡和加固边坡的主要措施之一。抗滑桩结构的设计往往与滑坡体的规模相关，其力学计算模型反映出其所受滑坡推力的大小和分布形式。国内外计算滑坡推力的方法基本相同^{[1, 2]}，而确定滑坡推力分布形式的方法却各不相同，不合理的结构设计往往会导致严重的后果。前人的研究多集中在滑体部分，如杨涛^[3]提出以定点剪出稳定性核算为基础滑坡推力分布形式分析计算方法；肖世国^[4]采用极限平衡对似土质滑体的水平微层段进行分析并建立滑坡推力的近似解析表达式；于清杨、张丽华^{[5, 6]}采用数值模拟的方法对滑体物理力学参数与滑坡推力分布形式的影响关系进行分析；徐俊^[7]从不同桩长方面研究滑坡推力的分布形式。

滑带也是滑坡体的重要组成部分之一，滑坡的形成过程与滑带的结构特征及物理力学参数是密不可分的。庞茂康^[8]等利用不平衡推力传递系数法对滑带土强度参数的敏感性进行分析；喻勇^[9]研究滑带土厚度对滑坡变形特性的影响，发现很多典型边坡都是由软弱夹层导致滑坡产生，滑带结构特征与物理力学参数对抗滑桩的滑坡推力有一定的影响。

杨涛^[10]认为具多层滑面滑坡的滑坡推力计算分层计算方法，滑坡推力的分布形式也按照各层滑体的岩性和厚度确定。上层滑体推力分布形式采用文献^[11]推荐的分布函数，可为三角形、梯形或抛物线形分布，而下层滑体推力则根据滑体的岩性采用梯形或抛物线形分布。因此，笔者采用有限差分软件FLAC3D及有限元软件ANSYS，进行滑带力学参数及几何厚度对抗滑桩上滑坡推力分布的影响研究。

以三峡库区重庆奉节滑坡^[12]为例建立地质模型，滑体为块石碎石夹土，块碎石成分为青灰色泥灰岩，呈棱角状，强风化，分布深度最厚可达90 m。滑带厚度0.4～1.2 m，滑带土为黏性土，其中的碎石多有一定的磨圆，碎石含量约5％^[10]，其结构形式如图 1所示，边坡高为70 m，长150 m，滑带宽1 m，抗滑桩为2 m×3 m的方桩，桩全长24 m，滑面以上为长16 m。

图 1 边坡地质模型 Fig. 1 Geological model of slope

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考虑到边界条件的影响，模型建立三根桩进行模拟。本构模型为库伦摩尔模型。整个边坡以理想弹塑性体考虑，假设各种材料均为各向同性材料。模型的位移边界条件为：(前后)左右(四个)边界为水平方向约束，底部边界为竖直和水平两个方向约束，滑坡体为自由约束，对边坡进行网格划分，模型如图 2所示，计算过程中仅考虑重力作用的影响。

图 2 边坡有限元模型 Fig. 2 Finite element model of slope

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滑体的物理力学参数的选取对抗滑桩上滑坡推力起着决定性作用，而滑带的物理力学参数与厚度对抗滑桩上滑坡推力的分布形式起着重要作用。

考虑到抗滑桩保持与桩体接触,所以在土体和桩体之间设置接触面，并且在滑体与滑带之间设置接触面，其参数如表 2所示。为研究滑带物理力学参数及厚度对滑坡推力分布的影响。选取五组不同的滑带参数与厚度，如表 3所示，进行模拟分析并对得出的结果进行比较，总结出参数及厚度变化对滑坡推力分布形式的影响。

岩体参数对抗滑桩桩体滑坡推力分布规律起着决定性作用，滑带参数也是影响滑坡推力分布规律的重要因素，通过改变单个参数，进行模拟计算得出相应的结果，并对结果进行对比分析，总结出滑带参数对滑坡推力分布形式的影响规律。

根据重度变化范围模拟分析，做出不同重度情况下桩深与滑坡推力的关系曲线如图 3所示。

图 3 重度-滑坡推力曲线 Fig. 3 Curve of unit weight vs. landslide thrust

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由图 3可知，抗滑桩滑坡推力在滑体处呈梯形分布，而滑带处呈抛物线形分布。随着重度的增加，整体上滑坡推力的分布形式基本相同，说明重度对滑坡推力分布形式的影响很小。

根据弹性模量变化范围模拟分析，做出不同弹性模量情况下桩深与滑坡推力的关系曲线如图 4所示。

图 4 弹性模量-滑坡推力曲线 Fig. 4 Curves of elastic modulus vs.landslide thrust

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由图 4可知，随着弹性模量增加，滑体部分滑坡推力呈梯形分布，而滑带处推力呈抛物线形分布。弹性模量为50 MPa时滑坡推力为梯形分布，弹性模量大于50 MPa时，整体上滑坡推力呈梯形-抛物线形分布。随着弹性模量的增大，滑坡推力的合力作用点向滑带处靠近。

根据内摩擦角变化范围模拟分析，做出不同内摩擦角情况下桩深与滑坡推力的关系曲线如图 5所示。

图 5 摩擦角-滑坡推力曲线 Fig. 5 Curves of friction angle vs. landslide thrust

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由图 5可知，摩擦角对滑坡推力的影响较大，当摩擦角为16°时，整体上滑坡推力呈抛物线形分布。随着摩擦角的增加，滑带处滑坡推力逐渐减小，趋于梯形分布，滑坡推力曲线由非线性向线性逐渐转变。

根据内聚力变化范围模拟分析，做出不同内聚力情况下桩深与滑坡推力的关系曲线如图 6所示。

图 6 内聚力-滑坡推力曲线 Fig. 6 Curves of cohesion vs. landslide thrust

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由图 6可知，随着滑带处内聚力的不断增大，其滑坡推力分布曲线由非线性向近线性转变。当内聚力为9 kPa时，滑体处滑坡推力与滑带处都呈抛物线形分布。随着内聚力增加，整体上推力曲线形式趋近于梯形，在18 kPa之后，推力曲线基本保持一致。

滑带几何厚度对滑坡的变形特征有一定的影响作用^[9]，可研究滑带厚度对抗滑桩后滑坡推力的分布形式的影响作用，根据地质资料中滑带的厚度范围模拟分析，做出不同厚度情况下桩深与滑坡推力的关系曲线如图 7所示。

图 7 厚度-滑坡推力曲线 Fig. 7 Curves of thickness vs. landslide thrust

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由图 7可知，当滑带厚度为0.6 m时，滑坡推力呈抛物线形分布；当滑带厚度增加到0.8 m时，滑坡推力呈近矩形分布；当滑带厚度增加到1.0 m时，滑坡推力呈近梯形分布；而当厚度为1.2 m时，滑坡推力曲线斜率在不断增大。随着厚度的增加，滑带处滑坡推力有增加的趋势，说明滑坡稳定性随着滑带厚度的增加而逐渐减小。

通过分析滑带物理力学参数与几何厚度对滑坡推力分布形式的影响，得出以下结论：

(1)坡中滑体段推力曲线基本保持梯形或抛物线形分布，而滑带处滑坡推力呈抛物线形或梯形分布，与推力假设一致，说明滑带参数改变对滑体段的滑坡推力存在一定的影响，靠近滑带处影响较大，远离滑带处影响较小。

(2)滑带的抗剪强度对滑坡推力分布形式影响最为敏感，弹性模量敏感性次之，重度敏感性最低，滑带参数对抗滑桩推力分布形式影响较大，在抗滑桩设计时应予考虑。

(3)随着滑带厚度的增加，推力曲线由非线性向近线性转变，并且曲线斜率也在不断增加，由此可知滑坡厚度的增加对滑坡推力分布形式的影响不可忽略，对抗滑桩的设计有一定的借鉴意义。