微型桩是一种新型抗滑支挡结构,近年来在滑坡防治工程中得到了越来越多的应用。然而由于其应用历史较短,对其抗震理论的发展远落后于其他支挡结构,关于其在地震作用下的破坏特征、抗震机理等研究还很薄弱。迄今为止,设计规范中也仍未拟定微型桩抗震设计的具体条文。在实际的抗震设计过程中,目前普遍基于拟静力法,很少考虑到微型桩-滑坡之间的动力相互作用、地震响应以及地震动频谱特性等抗震技术的关键组成部分。本文依托国家自然科学基金面上项目“微型桩与滑坡地震动力相互作用研究”(批准号:41572261),以土质滑坡和堆积层滑坡中的微型桩为重点研究对象,通过振动台模型试验、数值模拟等研究手段,对微型桩与滑坡的地震动力相互作用机理展开了较为系统、全面的研究,重点分析地震作用时的微型桩与滑坡相互作用特征、微型桩对于滑坡的抗震作用机理、地震作用下的微型桩变形破坏模式,在此基础上对比分析微型桩加固土质滑坡和堆积层滑坡的抗震性能差异,提出了滑坡防治微型桩抗震优化措施和建议。主要研究内容及成果如下:(1)设计并完成了几何相似比为1:8的微型桩与土质滑坡、堆积层滑坡相互作用大型振动台模型试验,试验采用逐级加大加速度量级的方式输入汶川波、El Centro波、Kobe波、以及不同频率的正弦波,通过试验获取了大量数据,为微型桩与滑坡在地震作用下的动力响应分析提供了依据。(2)通过对试验数据及数值模拟结果的系统分析,明确了微型桩与滑坡体的加速度响应特征、位移响应特征、桩身土压力分布特征、桩身弯矩和剪力分布等特征,揭示了地震作用下的微型桩与土质滑坡相互作用特征与机理、微型桩与堆积层滑坡相互作用特征与机理。(3)通过对微型桩与滑坡地震动力相互作用模型输入不同类型地震波,发现无论是土质滑坡还是堆积层滑坡,输入频率越接近滑坡的自振频率,微型桩及坡体的加速度响应越强,引发的桩身动土压力和桩身动弯矩越大。(4)总结了地震作用时的微型桩变形破坏模式,认为微型桩加固土质滑坡时主要为滑面上下一定范围内的弯剪组合破坏,桩身破坏区域为滑面上下2～4倍桩径范围内,破裂位置位于滑面上下约3倍桩径处,且滑面上下的弯曲程度和破裂程度相当。加固堆积层滑坡时,微型桩的震损破坏模式主要为滑面上一定范围内的弯剪组合破坏和滑面处的剪切破坏,桩身破坏区域为滑面上2～6倍桩径范围内和滑面处,且滑面处的破裂程度大于滑面上部。(5)借助ABAQUS有限元数值模拟软件,建立单排桩、双排桩和三排桩加固土质滑坡和堆积层滑坡的地震动力计算模型,分析地震作用下桩排数对微型桩与滑坡动力相互作用的影响,结果表明桩排数的增加仅在低量级地震加载下能有效抑制桩身加速度响应和位移响应,而较高量级地震作用下桩排数的增加对于加速度、位移响应的抑制作用较弱。但无论低量级还是高量级地震波加载下,桩身剪力值和弯矩值均随着桩排数的增加而减小。(6)以振动台试验和有限元数值计算结果为基础,对比分析微型桩加固土质滑坡和堆积层滑坡两种不同岩土类型滑坡时的抗震性能差异,提出了地震作用下土质滑坡和堆积层滑坡中的微型桩抗震优化措施与建议。研究成果为地震区微型桩设计计算提供了试验和理论依据,对于进一步完善滑坡防治工程中的微型桩设计计算理论,促进微型桩在地震区的合理应用,提高其设计可靠性和经济性具有重要的理论和实际意义。