路基坡面防护空心砌块几何尺寸优化设计

空心砌块常用于路基边坡的坡面防护,以防止土质边坡表层土体因降雨导致侵蚀破坏,进而保证坡面的稳定。空心砌块内松散土体在雨水渗流下的冲蚀破坏是导致砌块底部脱空、防护结构局部坍塌的主要因素。以渗透作用下表层土体稳定的临界坡角为技术参数,以防止空心砌块内土体被冲蚀为控制条件,建立空心砌块几何尺寸与砌块内土性及边坡坡度的函数关系;针对六棱空心砌块构造特点,提出维持块内土体稳定并具有设计安全储备的几何尺寸优化建议值。     

降雨后地震作用下基覆型边坡动力响应特性的振动台试验研究

基于大型振动台模型试验，研究基覆型边坡在降雨后地震作用下的动力响应特性，并结合边际谱损伤识别及宏观破坏过程，探讨该边坡损伤发展过程及破坏模式。结果表明：边坡PGA放大系数随正弦波峰值加速度及荷载频率的增加而逐渐增大，0.7倍坡高附近放大效应最大，存在“趋表效应”及“高程效应”；土体应变随峰值加速度的增加而显著增大，坡脚与坡顶变形差异较大；动土应力以及动孔隙水压力均随峰值加速度的增加而不断增大，滑坡启动阶段显著增加；边坡在动力作用下损伤始于坡顶附近，随后坡脚产生剪切破坏；土体的应变发展与边际谱损伤识别过程较为一致；边坡变形可划分为微小变形—小变形—大变形破坏3个阶段，表现为张拉-剪切型破坏。     

地震作用下土工合成材料加筋土边坡动力分析

采用有限差分法,建立土工合成材料加筋边坡的动力数值分析模型,研究加筋土边坡在地震作用下,发生的边坡水平位移、坡体变形和边坡的潜在滑动面,以及筋材与土体的耦合特性。计算分析表明:在地震作用下,加筋有效减小了边坡的水平位移,使边坡具有更好的整体性,减小边坡的变形;加筋土边坡在潜在滑动面处的剪应变增量较小,发生滑动的可能性较小;地震作用下,加筋土边坡的筋材承受拉力,且靠近坡脚处的筋材收到的耦合拉应力更大。研究结果对土工合成材料加筋土边坡的抗震设计有一定参考参考价值。     

基于ANSYS运用反谱分析法分析土质深基坑边坡抗震性能

本文以大型通用有限元软件ANSYS为平台,模拟了某地下停车场基坑垂直边坡在地震作用下的状态,采用现代岩体力学模型把喷锚支护与土体视为一体进行研究,加载弹簧单元模拟锚杆受力,反应谱分析法模拟地震波,得出结论是,最大变形处是坡顶,最大第一主应力处是坡底.原则上任何情况下的土质深基坑边坡都可以用此法求出在地震作用下的应力和位移状态.     

含软弱夹层和均质围岩隧道洞口仰坡动力特性研究

针对洞口段均质围岩仰坡和含软弱夹层仰坡2种工况,开展大型振动台模型试验,分析水平和竖向激振下仰坡加速度和洞口段仰坡模型土振动特性。研究结果表明:水平向激振时仰坡存在明显加速度放大效应,竖向激振对含软弱夹层仰坡的影响不可忽视;洞口段隧道衬砌各点加速度时程曲线不一致,衬砌结构受力状态复杂;在水平向激振作用下,均质仰坡模型土坡肩土体先出现张拉裂缝,而后坡肩土体局部出现倾倒崩塌,最后沿坡面滑落堆积;含软弱夹层仰坡坡脚土体先出现挤压破碎,而后坡顶表面沿软弱夹层位置出现张拉裂缝,上覆土体沿软弱夹层滑动,最后土体大规模崩塌、滑落。本文为山岭隧道洞口段边坡抗减震研究和设计提供参考。     

山区高速铁路高陡边坡稳定性与变形分析

以某高速铁路高边坡为例,分别计算不同施工阶段滑面为圆弧面和折线面、坡体无水和饱和等各种条件下边坡的稳定性安全系数并分析影响规律。系统地计算施工过程中各种条件影响下坡体水平位移与垂直位移的大小和变化规律。研究结果表明:按现行高速铁路规范设计的边坡,其位移在可接受的范围内,开挖卸荷引起的回弹明显,位移最大值发生在施工最后阶段;地下水对坡体竖向位移值没有明显影响,但会增大水平位移,在地下水变化较大的山区和雨季施工时应引起注意,加强观测和预防措施;锚杆对控制岩质边坡局部位移有一定的作用。研究成果可用于指导该山区高速铁路的边坡设计,可供同类工程设计和施工参考。     

堆积层边坡人工降雨致滑的原位监测试验研究

降雨可引起堆积层边坡失稳。为了研究降雨入渗诱发堆积层滑坡的失稳机理以及边坡性状随时间变化的特性,选取贵州晴隆一个典型堆积层边坡进行人工降雨模拟试验和原位综合监测。结果表明:堆积层边坡在降雨入渗影响下多发浅层松弛型破坏,滑动变形区为坡面以下0~4 m之内,变形量以坡面最大,从坡面到坡体深部逐渐减小;在实施人工降雨2 h,平均入渗率为86%之后,入渗率由于地表径流的增加而随时间逐渐减少,一段时间(6 h)之后,入渗率降到一个相对稳定值(50%);降雨入渗造成土体中孔隙水压力增加,致使边坡土体的抗剪强度由于有效应力的减少及土体吸水软化而降低,降雨入渗的这一双重效应是降雨诱发堆积层边坡失稳的主要原因之一。     

路堤桩板式挡土墙的振动台试验研究

研究目的:以西南某铁路路堤为原型,按照Bockinghamπ定理,设计路堤桩板式挡土墙振动台模型。通过振动台试验,分析桩板式挡土墙对地震加速度的位移响应规律,给出地震作用下桩的动力响应规律,同时检验加筋处治高坡度路堤的抗震效果,从而为路堤桩板结构抗震稳定性的分析与评价提供依据。研究结论:随着加速度的增大,桩顶水平位移峰值以及桩身动应变峰值随之增大;桩身最大动应力出现在土层分界面下部,并且在分界面处,分界面上部和下部在振动过程中,振动方向存在相差;在地震情况下加筋能够有效地减少土体对锚固桩的动力作用;桩板墙结构抗震稳定性能较好,能满足高烈度地震区的工程抗震设计要求。     

地震及降雨渗流条件下铁路生态边坡客土稳定性分析

讨论铁路生态边坡客土的稳定性问题。在地震和降雨渗流条件下客土的破坏模式为顺原坡面滑动。采用摩尔-库伦强度准则,运用无限坡模型进行客土的稳定分析,推导出有地震、平行于坡面渗流作用下的客土稳定厚度的通式,客土的稳定性随着客土厚度的增大而减小。提出客土设计的公式法和设计图法,其中设计图法更加方便快捷,解决了铁路生态边坡客土厚度的设计问题。     

高速铁路土工格栅加筋膨胀土边坡作用机制

土工格栅加筋处治是解决膨胀土边坡问题的关键技术。为深入研究格栅与膨胀土相互作用机制,依托南宁铁路改柳南线工程,开展加筋设计及格栅抗拔稳定性计算。将考虑膨胀土侧向膨胀影响及格栅反包约束作用的设计方案应用于实际工程中,并通过预埋设的监测元件,对自然降雨-蒸发气候下加筋边坡的含水率、应力、位移及格栅应变的变化特征进行长期监测。研究结果表明：在考虑侧向膨胀及格栅约束的影响下,土工格栅的抗拔稳定安全系数仍满足规范要求。基于监测数据发现,受大气环境影响,体积含水率的波动幅度由浅至深逐渐减弱;格栅应变变化趋势与土体应力变化趋势基本一致,随季节性干湿气候呈“波浪”式变化;靠近坡面土体受大气干湿循环的影响更为显著,对降雨入渗敏感,其土工格栅应变变化迅速,峰值出现时间早;格栅应变峰值远小于格栅允许拉应变,且边坡累积水平位移量较小,表明加筋边坡滑移破坏风险较低;在降雨过程中,格栅对边坡土体施加弹性约束,允许坡面发生一定程度的膨胀,释放坡体因增湿产生的膨胀势,从而避免边坡因侧向应力增大形成渐进式滑坡,体现了土工格栅加筋膨胀土边坡“以柔治胀”的作用机制。研究成果可为高速铁路膨胀土边坡的土工格栅加筋设计与施工提供...     

高速铁路南京大胜关长江大桥地震响应分析

采用大型通用有限元软件ANSYS,建立南京大胜关长江大桥主跨的连续钢桁架拱桥的有限元模型,运用反应谱分析法对全桥结构进行地震响应分析.选用经过加速度幅值调整的El-Centro地震波作为输入地震波,进行大跨度连续钢桁架拱桥一致激励下以及4种不同波速地震行波作用下的全桥结构内力和位移时程响应分析.分析结果表明:南京大胜关桥的整体结构较柔,采用反应谱法计算地震波作用下的桥梁地震响应和采用时程分析法得到的一致激励和多点激励下的桥梁地震响应差别较大,多点激励下的横桥向和竖向地震位移响应是一致激励地震时程计算得到的位移响应的2～3倍;在地震波波速为500或1 000 m·s-1时,桥梁结构关键位置杆件的弯矩达到最大.因此,在进行大跨度拱桥的地震响应动态时程分析时,应该考虑多点激励,以反映桥梁结构在真实地震作用下的实际受力状态和变形性能.     

基于振动台试验的基覆型边坡损伤演化规律与快速识别方法研究

以位于鲜水河构造带附近某边坡为原型，基于相似理论建立基覆型边坡模型并进行大型振动台试验，分析基覆型边坡表面和内部的峰值加速度(PGA)演化规律。研究发现，地震作用下PGA具有明显的趋表效应和高程效应，但输入PGA为0.7g时，堆积体和软弱夹层的PGA、PGA放大系数均有明显降低，揭示了地震作用下基覆型边坡损伤演化规律。在此基础上，利用传递函数理论，提出基于频响函数相关系数和函数幅值的基覆型边坡损伤快速识别方法，结果表明，前者计算快捷，能够量化反映各点损伤程度，为震后基覆型边坡抗震加固提供参考；后者能识别堆积体在地震作用下由损伤到即将破坏的特征信号，从而为边坡稳定性的监测预警提供帮助。     

Y形柱双层地铁车站振动台试验研究

为了研究大跨度浅埋Y形柱双层地铁车站地震响应规律,通过设计相似比,浇筑车站结构模型,进行了振动台试验。试验结果表明:相同地震波下,Y形柱顶部加速度反应大于底部,即随着埋深增加,加速度反应减小;同一地震波,Y形柱底部应变幅值中部应变幅值顶部应变幅值;输入相同加速度峰值地震波,Y形柱同一埋深位置应变幅值接近;同一地震波作用下,边墙底部应变幅值顶部应变幅值中部应变幅值。     

地震作用下不同风化程度时边坡响应分析

通过对不同风化层覆盖条件下不同形式边坡地震动力响应分析,探明在地震作用下不同风化程度的边坡位移、应力分布特征较之均质岩体出现明显不同。位移及应力云图不再有明显的分层特征,应力分布出现相互叠交现象,随着风化程度的逐渐减弱,各风化层面上的剪应力及主应力量值逐渐增大。相对于单面坡而言,孤立边坡的位移、应力量值明显增大,处于更为不利的状态。     

铁路黄土隧道洞口段地震动力响应研究

我国地震频发,隧道抗震问题一直是研究的重点,但对于黄土隧道的地震动力响应研究实例较少,因此对于黄土坡-隧结构体系的动力问题需要进一步研究。对宝兰客专黄土隧道洞口段在地震作用下的动力响应特征利用Midas-NX数值模拟和1∶80的隧道洞口段坡-隧系统大型振动台试验进行研究,分析在高边坡上不同进洞高程对坡面以及隧道衬砌加速度、位移以及放大系数的影响。试验结果表明:在其他条件相同的情况下,如坡高、坡角、入射地震波、填筑方式、衬砌结构等,进洞高程不同,洞口段破坏形态不同,破坏程度各异。地震动力作用下,隧道衬砌不同位置的峰值加速度与进洞距离密切相关。     

开挖隧道套拱底部诱发的边坡稳定性分析

以某隧道开挖套拱后致上方局部坡体发生滑移拉裂破坏为研究背景,采用强度折减有限元法建立计算模型,分析在开挖隧道套拱底部时的边坡安全系数,侧坡总位移及有效塑性应变;并在此基础上提出边坡加固方案。数值计算分析表明,套拱上方局部坡体的滑移主要由于上覆土体偏压、土体地下水未及时排除和坡体支护不到位所致,其中土体富水对套拱上方局部坡体滑移起主导作用;通过6种支护工法对比分析,在开挖隧道套拱过程中及时排除地下水、对坡面做好混凝土支护、局部坡体进行注浆及锚杆支护,可有效提高边坡的稳定性。     

顺层岩质边坡开挖变形特征模型试验研究

为了研究顺层岩质边坡的变形破坏特征,预测边坡开挖后的变形趋势,以便于确定边坡开挖和支护参数,在相似原理的基础上,结合贵州织金茶店乡现场实际情况,进行了开挖坡角30°和50°的2组模型试验。试验结果表明:含多层软弱夹层顺层岩质边坡破坏多在边坡中后缘产生拉裂缝,拉裂缝均由上及下、由表及里向坡脚延伸;开挖坡角30°时,边坡破坏集中在4～7 m深处,开挖坡角50°时边坡破坏集中在15～35 m深处。通过对试验数据的拟合分析得到开挖边坡破坏范围的计算公式。     

黄土路堑边坡在振动作用下的动力响应分析

研究目的:在黄土路堑基底加固中采用柴油柱锤打桩机产生振动的条件下,测试柱锤振动对黄土路堑边坡的动力响应,分析研究动力响应在水平地面与边坡上的差别,查找施工过程中黄土边坡坍塌的外在动力因素.研究结论:黄土路堑边坡在振动作用下的动力响应存在明显的放大效应,尤其是边坡的变坡点的动力响应明显强于自由场(水平地形)的动力响应,并随边坡的增高而逐渐衰减,但衰减速度较水平地面上缓慢得多.这种地形对振动产生的动力放大效应是引发黄土路堑边坡坍塌的重要因素之一,因此,在处理路堑基底时,应考虑边坡的临时防护与加固,确保施工过程中的稳定与安全.     

压力型锚索锚固工程原型监测与分析

结合实际工程,开展压力分散型预应力锚索的原型长期测试研究,测试结果表明:压力分散型锚索预应力变化自张拉锁定开始,均经历快速下降、波动变化和平缓变化3个过程;边坡地表竖向位移和水平位移前期发展较快,后期变形渐趋稳定;坡体深部未出现大变形的潜在破裂面,说明边坡处于稳定状态,即在破碎软弱岩体中采用分散压力型预应力锚固工程是可...     

地震荷载下土体应力分析与挡土墙土压力计算分析

地震荷载作用下,按现有规范采用拟静力法设计的挡土墙仍发生了各种破坏。为探索地震荷载下土中应力分布对于岩土抗震工程的作用,合理地进行挡土墙抗震设计,采用拟静力法对地震荷载进行描述,根据弹性力学理论并假设问题满足平面应变的条件下,推导地震荷载下土体主应力的大小和方向的计算公式。通过对该点Mohr应力圆的分析,给出挡土墙动土压力大小与土体裂缝深度计算方法。研究结论:(1)地震主动和被动土压力系数均随着内摩擦角的增大而增大;(2)黏聚力对地震主动土压力系数的大小无影响,对地震被动土压力系数的影响较小;(3)土体裂缝深度随内摩擦角和黏聚力的增加而增大。